---

Смещение максимальной толщины

Публикация статей


Смещение максимальной толщины на середину профиля несколько снижает гидродинамическое качество, но благодаря более равномерному распределению разрежения на верхней стороне крыла отдаляет момент наступления кавитации. Это явление заключается в следующем. Известно, что если при нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100° С, то при уменьшении давления точка кипения воды понижается (например, при давлении 0,024 атм вода закипает при 20° С). С возрастанием скорости вследствие разрежения на верхней поверхности крыла давление там может уменьшиться до давления насыщенного пара, при котором начинает закипать вода с образованием пузырьков пара. При этом около крыла образуется полость, заполненная парами воды — вода как бы отрывается от крыла. От латинского слова cavitas — пустота и произошло название кавитации. В первой стадии кавитации такие каверны — пустоты образуются на небольшом участке крыла, в зоне максимального разрежения , поэтому гидродинамическое качество крыла существенно не меняется. Обтекание крыла в начальной стадии кавитации носит неустановившийся характер: каверны появляются, смываются потоком воды и снова появляются. Эту стадию кавитации сопровождает шум, иногда вибрация и, главное, сильное эрозионное разрушение материала крыла. Образующиеся в точке наименьшего давления кавитационные пузырьки потоком воды перемещаются по крылу и попадают в область более высокого давления. Здесь пузырьки, заполненные парами воды и воздухом, сначала сжимаются, а затем разрушаются. В освобождающееся пространство с большой скоростью устремляется вода. Это явление носит характер гидравлического удара, при котором вследствие весьма малой площади приложения возникают большие давления (до нескольких тысяч атмосфер). В результате поверхность крыла в месте замыкания каверн подвергается сильным и частым местным гидравлическим ударам, вызывающим механическое разрушение, так называемую кавитационную эрозию.
По мере повышения скорости, т. е. дальнейшего уменьшения давления, зона кавитации увеличивается, распространяясь все шире и ближе к задней кромке.
Вторая стадия кавитации наблюдается тогда, когда вся верхняя поверхность крыла охвачена кавитацией и замыкание каверны происходит вне крыла. В этом случае разрушение каверны, а следовательно, и гидравлические удары происходят в потоке за крылом и механическое разрушение не угрожает крылу.
Во второй стадии давление на крыле остается постоянным, равным давлению насыщенных паров. Из изложенного ясно, что работа крыла в области кавитации нежелательна. В первой стадии это приводит к разрушению крыла, а во второй — к снижению эффективности. Для того чтобы избежать кавитации и обеспечить наиболее высокие качества, подводные крылья должны иметь:
1) острые входящие и выходящие кромки;
2) минимальную толщину, необходимую по условиям прочности; практически относительную толщину принимают б = 0,04-^-0,08, причем при верхнем пределе крыло получается более прочным, но в большей степени подвержено кавитации;
3) расчетный угол атаки, не превышающий 1,5—3°; ' 4) гладкую поверхность (лучше полированную).
Изображенные на рис. 66 профили крыльев разработаны с учетом этих рекомендаций.

Количество показов: 746

Возврат к списку