NACA variklio gaubtas
NACA variklio gaubtas – aerodinaminis elementas - variklio gaubtas, naudojamas pagerinti aerodinamines ir šilumines lėktuvų su radialiniais varikliais charakteristikas. Šį įrenginį 1927 m. sukūrė Fredas Weickas iš JAV Nacionalinio aeronautikos patariamojo komiteto (angl. National Advisory Committee for Aeronautics - NACA). Šio elemento įdiegimas tuometiniuose lėktuvuose yra vertinamas kaip didelė pažanga, ženkliai padėjusi sumažinti aerodinaminį orlaivių pasipriešinimą, o jo naudojimo sąlygojama kuro ekonomija daug kartų viršijo jo kūrimo ir montavimo išlaidas.[2]
Istorija ir konstrukcija[redaguoti | redaguoti vikitekstą]
NACA variklio gaubtas yra tolimesnė Taunendo žiedo (angl. Townend Ring) evoliucija, padedantis sumažinti aerodinaminį pasipriešinimą ir pagerinti žvaigždinio variklio aušinimą.
Gaubtą sudaro variklį iš šonų ir šiek tiek iš priekio dengiantis simetriškas, apskritas aerodinaminis sluoksnis. Sparno keliamąją galią kuria oro greičio skirtumas tarp skirtingų sparno paviršių ir to sąlygojami slėgio pokyčiai virš ir po sparnu. NACA gaubto atveju šis efektas taip pat veikia: žiedo formos aerodinaminis paviršius yra išdėstytas taip, kad šis kėlimo efektas būtų nukreiptas į priekį, taip sukurdamas trauką. Šis reiškinys nepanaikina gaubto aerodinaminio pasipriešinimo, bet labai sumažina jo vertę.
Oro srauto greitis variklio gaubto išorėje ir viduje (variklio pusėje) skiriasi. Tai sąlygoja ne tik aerodinaminio profilio forma, bet ir tai, kad vidinėje žiedo dalyje yra variklio elementai (cilindrai, oro radiatoriai), kurie dar labiau sulėtina oro srautą. Nepaisant to, bendras oro srautas per gaubtą paprastai yra didesnis nei atveju be gaubto, nes dėl Venturi efekto per gaubto vidinę dalį tekančio oro srauto greitį didina aplink gaubtą tekantis oras. Tai sąlygoja šalutinį poveikį: greitai judantis oras pirmiausia patenka į išorinį vidinės gaubto dalies paviršių - prie cilindrų galvučių, o ne į centrinę variklio bloko dalį. Taip yra užtikrinamas aušinimas ten, kur jo labiausiai reikia - t. y. prie cilindrų galvučių. Be to, orui praėjus pro laisvai stovinčius cilindrus, labai sumažėja jo turbulentiškumas. Visų šių efektų suma sumažina pasipriešinimą iki 60%. Remiantis bandymų išvadomis, beveik kiekviename po 1932 m. pagamintame orlaivyje su radialiniu varikliu buvo įrengiami tokie gaubtai.[3]
NACA gaubtas buvo bandomas biplane Curtiss AT-5A Hawk (Curtiss P-1 Hawk modifikacijoje) su Wright Whirlwind J-5 radialiniu varikliu. Su gaubtu jis išvystė 137 mylių per valandą greitį (220 km/h), o be gaubto - tik 118 mylių per valandą (190 km/h).[4]
Kartais keliama idėja, kad NACA gaubtas sukuria trauką dėl Meredith efekto.[5] Tačiau šis teiginys yra sunkiai įrodomas – nors teoriškai variklio įkaitintas dideliu greičiu išeinantis oras gali sukurti tam tikrą trauką, tačiau praktiškai bent kiek žymesniam efektui pasiekti reiktų tam specialiai suprojektuoto gaubto su atitinkamomis išmetimo angomis. XX a. ketvirtame dešimtmetyje sukurtas ir NACA gaubtas tokių elementų neturėjo, o lėktuvai, kuriuose jis montuojamas, skraido pernelyg mažais greičiais, kad būtų galima tikėtis pamatyti bent kiek reikšmingesnį efektą (nedielis Meredith efektas priskiriamas pvz. 700 km. greitį pasiekiančio North American P-51 Mustang radiatoriui).[6]
Pirmasis lietuviškos konstrukcijos lėktuvas su NACA žiedu buvo 1939 m. sukurtas A. Gustaičio Anbo-VIII. Ankstesniuose, pvz. Anbo-IV/41 buvo montuojamas Taunendo žiedas.
Taip pat skaityti[redaguoti | redaguoti vikitekstą]
Išnašos[redaguoti | redaguoti vikitekstą]
- ↑ . ISBN 1-56091-655-9.
- ↑ . ISBN 1-56091-655-9.
- ↑ Full-Scale Testing of N.A.C.A. Cowlings (Theodore Theodorsen, M. J. Brevoort, and George W. Stickle, NACA Report # 592. Langley Memorial Aeronautical Laboratory: 1937)
- ↑ James R. Hansen (1998). „Engineering Science and the Development of the NACA Low-Drag Engine Cowling“. History.nasa.gov. Suarchyvuotas originalas 2004-10-31. Nuoroda tikrinta 2010-07-30.
- ↑ Meredith, F. W: "Cooling of Aircraft Engines. With Special Reference To Ethylene Glycol Radiators Enclosed In Ducts", Aeronautical Research Council R&M 1683, 1936.
- ↑ Becker, J.; The high-speed frontier: Case histories of four NACA programs, 1920- SP-445, NASA (1980), Chapter 5: High-speed Cowlings, Air Inlets and Outlets, and Internal-Flow Systems: The ramjet investigation Archyvuota kopija 2021-05-11 iš Wayback Machine projekto.