Hood NACA

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 noiembrie 2021; verificările necesită 4 modificări .

Hood NACA ( ing.  NACA cowling ) - un fel de carenaj aerodinamic pentru motoarele cu piston radial de avioane , dezvoltat în Statele Unite de către Comitetul National Consultativ pentru Aeronautică ( ing.  NACA  - NACA ) în 1927 . Aceasta a fost o mare realizare în rezolvarea problemei reducerii rezistenței aerodinamice , care a plătit costurile de dezvoltare și implementare de mai multe ori datorită economiei crescute de combustibil [1] .

Contextul invenției

În anii 1920, motoarele radiale răcite cu aer erau utilizate pe scară largă în aviație . Datorită utilizării de noi materiale și îmbunătățirii formei aripioarelor cilindrilor, a fost posibilă crearea motoarelor de mare putere - peste 500 CP. Cu. În comparație cu motoarele răcite cu apă , aveau o densitate de putere mai mare și un design mai simplu și erau mai ieftine. Dezavantajul motoarelor răcite cu aer a fost o rezistență aerodinamică mai mare din cauza secțiunii mediane mai mari și a proeminenței cilindrilor cu aripioare slab raționalizate în flux.

Istorie

În 1927, un angajat al Laboratorului Național de Fizică ( ing.  National Physical Laboratory, NPL ) al Marii Britanii, dr. Hubert Townend ( ing.  Hubert Townend ), a studiat raționalizarea corpurilor, fuselajul monococă și carena aeronavei . El a descoperit că atunci când suprafața inelară este situată lângă partea din față a corpului studiat, rezistența aerodinamică totală scade. La trecerea prin inel, fluxul a accelerat, iar o creștere a vitezei de curgere a împiedicat separarea prematură a fluxului și formarea de vârtejuri. Pe baza acestor cercetări, el a dezvoltat un design de carenaj al cilindrului de motor radial sub forma unui inel îngust, care a fost numit „ Inelul Townend ”.

Concomitent cu Townend, un experimentator american ,  Fred E. Weick , studia cea mai bună formă de carenar pentru un motor de avion răcit cu aer . Ca urmare a experimentelor într-un tunel de vânt într-unul dintre centrele de cercetare NACA în 1927, el a găsit forma capotei, ceea ce a făcut posibilă reducerea la jumătate a rezistenței motorului. Acest tip de glugă a devenit cunoscut sub numele de „glugă NACA”. Spre deosebire de inelul lui Townend, acesta a acoperit complet motorul.

Carcasa motoarelor răcite cu aer a făcut posibilă reducerea coeficientului de rezistență al centralei electrice la o valoare de același ordin ca la motoarele răcite cu apă. Acest lucru a condus la utilizarea predominantă a motoarelor radiale răcite cu aer în aviație în anii 1930 .

Aplicație

La instalarea capotei NACA, răcirea motorului a fost îmbunătățită, iar datorită reducerii rezistenței aerodinamice, viteza de zbor a crescut. Carenul avea un profil aerodin axisimetric .

După sute de experimente în nota tehnică NACA, F. Wijk a publicat în noiembrie 1928 [2] rezultate convingătoare. În același timp, Laboratorul de Aeronautică Langley a achiziționat un avion de luptă biplan Curtiss Hawk AT-5A și l-a echipat cu o capotă în jurul unui motor radial. Rezultatele au fost impresionante. În ciuda creșterii în greutate, viteza maximă a aeronavei a sărit de la 190 la 220 km/h, adică cu 16% [3] .

Beneficiile capotei NACA au câștigat recunoașterea generală în anul următor când Frank Hawks , un  renumit pilot de cascadorii și pilot aerian , a stabilit un nou record pentru un zbor fără escală între Los Angeles și New York , după ce a montat capota NACA pe un Lockheed Air Express. monoplan al Lockheed Corporation .York cu un timp de 18 ore 13 minute. Capota a oferit o creștere a vitezei aeronavei de la 250 la 285 km/h. După finalizarea zborului, Lockheed a trimis o telegramă comitetului NACA cu următorul text: „ Înregistrarea nu ar fi fost posibilă fără o nouă capotă. Tot meritul îi revine NACA pentru cercetările lor minuțioase și precise ” [4] . Utilizarea capotei NACA este estimată a avea un efect economic de 5 milioane de dolari, care a depășit alocarea totală a NACA de la începuturi până în 1928 .

Capota NACA direcționează fluxul de aer rece prin cele mai fierbinți puncte ale motorului (cilindri și chiulase). În plus, turbulența fluxului după trecerea prin zona cilindrilor a fost redusă semnificativ. În total, toate aceste efecte au redus rezistența aerodinamică a motorului cu aproape 60%. Astfel de concluzii au fost trase pe baza diferitelor tipuri de motoare cu piston radial, care au fost echipate cu carcase, începând din 1932 [5] .

Când au încercat să folosească capota pe aeronave cu mai multe motoare, designerii au descoperit că o astfel de măsură nu a avut practic niciun efect asupra performanței aerodinamice a mașinii. Experimentele efectuate în tunelurile de vânt au arătat că capacul are un efect pozitiv numai atunci când motorul este amplasat pe nasul fuzelajului sau pe marginea anterioară a aripii . Până la mijlocul anilor 1930, hotele NACA deveniseră o parte obligatorie a proiectelor de aeronave militare și de pasageri răcite cu aer. Din acest motiv, viteza medie de zbor a crescut cu 6...10%

Vezi și

Note

  1. White, Graham. Motoarele cu piston ale avioanelor aliate ale celui de -al Doilea Război Mondial  . - P. 7-8. — ISBN 1-56091-655-9 .
  2. Fred E. Weick Tragerea și răcirea cu diferite forme de capotă pentru un motor Whirlwind într-un fuzelaj de cabină Arhivat 29 noiembrie 2012 la Wayback Machine NACA-tn-301 noiembrie 1928/ 46 p.
  3. James R. Hansen. Știința ingineriei și dezvoltarea carcasei motorului cu rezistență redusă NACA . Istorie.nasa.gov (1998). Data accesului: 30 iulie 2010. Arhivat din original la 31 octombrie 2004.
  4. Înregistrare imposibilă fără capac nou. Toate meritele datorate NACA pentru cercetarea minuțioasă și precisă.”
  5. ^ Full-Scale Testing of NACA Cowlings Arhivat 6 februarie 2010 la Wayback Machine (Theodore Theodorsen, MJ Brevoort, and George W. Stickle, NACA Report #592. Langley Memorial Aeronautical Laboratory: 1937).

Surse

Link -uri