Blocarea (separarea) curgerii - separarea fluxului de gaz sau lichid care curge în jurul corpului de la suprafața acestuia din cauza separării stratului limită cauzată de decelerația acestuia sub un gradient de presiune nefavorabil. [unu]
Mediul din apropierea corpului aerodinamic, din cauza vâscozității , se mișcă mai lent decât la distanță de acesta. În conformitate cu principiul Bernoulli, presiunea straturilor din apropiere este mai mare. decât cele îndepărtate. [2] Apare un gradient de presiune. Când gradientul atinge o anumită valoare, numită nefavorabilă, curgerea se separă de suprafață. Ca rezultat, se formează o regiune de curgere separată sau o zonă de separare, unde caracterul de curgere se schimbă de la laminar la turbulent . Blocarea afectează caracteristicile aerodinamice ale corpului ( portare , rezistență , etc.) [3]
De regulă, blocarea fluxului afectează negativ proprietățile aerodinamice.
Astfel, într-un flux static în jurul unei aripi dreptunghiulare și trapezoidale de mișcare mică a unei aeronave, punctul de separare a fluxului coincide cu marginea de fugă a aripii , iar fluxurile turbulente sunt nesemnificative și dispar rapid. Dar atunci când ținți , unghiul de atac crește, gradientul de presiune crește, iar punctul de separare a fluxului începe să se deplaseze treptat de-a lungul suprafeței superioare a aripii. Când este atinsă valoarea critică a unghiului de atac, are loc o deplasare bruscă a punctului de separare către marginea anterioară. [3] [4] Deoarece fluxurile turbulente care iau naștere deasupra suprafeței aripii au contracurenți, portanța scade brusc și are loc o blocare , cu o probabilitate mare să se transforme într-un vârf de coadă . În aviația civilă, o astfel de situație este considerată o urgență, iar tehnicile de recuperare a blocării sunt descrise pentru fiecare aeronavă .
Un alt exemplu de efect negativ al blocării este fluxul transonic în jurul unei aripi. Odată cu creșterea vitezei curgerii neperturbate, viteza locală a fluxului de aer începe să depășească viteza sunetului , dar în stratul limită de lângă suprafață, din cauza vâscozității, viteza rămâne semnificativ mai mică. În astfel de condiții, un gradient de presiune suficient pentru a opri curgerea poate apărea chiar și la un unghi zero de atac pe o placă plană, dar acest lucru este evident mai ales pe un profil de aripă convex (subsonic) . Ca urmare, fluxul turbulent poate „obtura” suprafețele controlate (elerone, ascensoare etc.), făcând aeronava incontrolabilă. Debitul la care acest efect începe să se manifeste este numit număr critic Mach .
În cele din urmă, un alt exemplu de deteriorare a performanței aerodinamice este blocarea vârfului aripii (sau blocarea vârfului), care crește rezistența indusă a aripii.
În același timp, blocarea poate îmbunătăți performanța aripilor. Deci, atunci când curge în jurul aripilor cu alungire redusă și întindere mare (de exemplu, o aripă deltă), chiar și la unghiuri mici de atac, separarea fluxului de marginea anterioară a aripii formează mănunchiuri de vortex, care persistă chiar și la mare (peste 40). grade) unghiuri. [4] [5] Aceste vârtejuri nu au contracurenți și, prin urmare, creează portanță suplimentară, permițându-vă să mențineți zborul controlat la unghiuri mari de atac. În acest caz, partea rădăcină a aripii este implicată în primul rând în crearea vortexului. Această proprietate și-a găsit aplicație în a patra generație de avioane de vânătoare . Utilizarea unui trapez cu un aflux triunghiular sau ogival dezvoltat a făcut posibilă obținerea controlabilității la unghiuri supercritice de atac, menținând în același timp caracteristicile de decolare și aterizare, pe care o aripă cu raport de aspect scăzut nu le poate oferi.
Starea este observată nu numai pe suprafețele aeronavei. Apare atunci când curge în jurul oricăror corpuri în gaz și lichid: penaj , elice , palete compresoare ale turbinei și motoare cu turboreacție . Într-un lichid, fluxul turbulent rezultat din blocare provoacă cavitație , ceea ce duce la distrugerea nodurilor mecanismului.
Sunt folosite diferite metode pentru a combate blocarea fluxului. Pentru aripi, este selectat un profil adecvat care oferă fluxul dorit în jur într-un interval dat de viteze și unghiuri de atac. Pentru a preveni o blocare din planurile de control , se folosește un strat limită de scurgere sau suflare . Pentru a preveni intrarea stratului turbulent în admisia de aer, se folosește un deflector de placă. Pentru a combate separarea debitului la capăt cu creste și aripioare .
F/A-18C fascicule turbionare
Un exemplu de blocare a fluxului în fluxul din jurul unui suport de pod
Opriți vârtejurile din vârfurile aripilor celulei aeronavei
O stradă vortex este un exemplu de consecință a separării fluxului.