Теодор фон Карман - Аэродинамика. Избранные темы в их историческом развитии

..І

30

--тҐ`ШС_@т:_-

1

"'

__;

Є__ -

*`

Дж

-

›

13* :г.__
1

ўй,
| _

:

Р

Рис. 6. Карусельная установка Бенджамина Робинса. (Из книги Напдоисїъ дет:
Е:1:рет:1}теп±аІрїъуз11/' “-3 ё1&у$'>""&ї*'Ё_`>›^Ёд

,_ _.
*^^`

йа

"

_

`-_-:* :“'.ї"1_~-т`*' _` ^` чё* -"›~\_~ ~~ '_-\ `Ѕ-'її
"`_ї*$ -" ^1:~\~\ Ґ~
”`
`:ъ:?_,:_+;~-:__ь

~=±=__~_=~2 __- _. _ї'
_~` ~ ' __'
~ ___
'-519;
_;
-_ -_ _____ ;:\
_- "-' -:' -~ - ` -\-_-;_
_- .› ~×_-__
\.\.~
×_ \ -___-__.~_-»_-_
~~~~-_-›- 'Ж
_ _-жд, ;;_"ї:ї:ї_--ке во времена Ньютона, оно не применимо к скоростям, соизмеримым или превосходящим скорость звука. Его применяют
при условии, что воздух мо>кно рассматривать как нес>кимаемый или с
очень малой способностью подвергаться с>катию. Этот вопрос мы рас-

смотрим в главе І\7.
Прогноз Ньютона о пропорциональности между силой, действующей на Элемент поверхности, и квадратом синуса ее угла наклона
оказался совершенно ошибочным. Эксперименты доказали, что сила
скорее почти линейна синусу угла или самому углу в случае малых
углов. Вопрос о том, являлся ли верным экспериментальный или >ке
теоретический закон Ньютона, имел далеко идущие последствия в теории полета. Действительно, если нормальная сила подчиняется закону Ньютона, то составляющие силы перпендикулярны и параллельны
скорости полета, т. е. подъемная сила и сила лобового сопротивления
пропорциональны соответственно 51112 огсозог и 51113 ог. Таким образом,
коэффициент подъемной силы, будучи пропорционален второй степени Ѕіпа, очень мал для малых значений угла од, и если конструктор
самолета не хочет использовать большие значения ог, то ему необходима огромная площадь крыла, для того чтобы получить достаточную величину подъемной силы. С другой стороны, соотношение ме>кду
подъемной силой и лобовым сопротивлением равняется СБЁ од, И у Этого
1Имеются в виду США. _ Прим. ред.

26

Г./шва І

выра>кения мо>кет быть большое значение только, если угол ог очень
мал. Если закон Ньютона верен, то у бедного конструктора есть выбор
ме>кду созданием огромного хитроумного приспособления, имеющего
очень большую площадь крыла и, следовательно, тя>келый вес конструкции, или созданием машины с приемлемой площадью крыла, но
низким аэродинамическим качеством, что означает тя>келый двигатель
для сообщения дви>кения вперед.
Некоторые авторы высказали мнение, что закон Ньютона способствовал пессимистическим прогнозам по поводу возмо>кностей полета с
работающим двигателем, которые мо>кно найти в научной литературе.
Лично я не считаю, что влияние Ньютона было действительно таким
катастрофическим. Полагаю, что большинство людей, которые в тот
ранний период, о котором мы говорим, были действительно заинтересованы в полетах, не верило ни в одну теорию. Но нельзя забывать и
то, что теория расходилась с фактами. Далее следует отметить, как я
у>ке говорил ранее, что Ньютон по существу рассматривал тупые или
заостренные тела, омываемые параллельным потоком, для того чтобы
сравнить их относительное сопротивление, и не изучал силы, действуюЩие на наклонные поверхности. Поз>ке мы увидим, почему его теория,
примененная к поверхностям крыла, привела к результатам, таким отличным от реальности, и с другой стороны, как его закон нашел новое
применение в области очень высоких сверхзвуковых скоростей.
ПОЛЄТ ПТИЦІ ПОЛУЭМПИРИЧЄСКИЄ ТЄОРИИ ПОЛЄТЭ

На всем протя>кении девятнадцатого века мы наблюдаем два практически не связанных процесса. С одной стороны, энтузиасты полетов,
в основном практичные люди, развивали свои собственные довольно
примитивные теории полета птиц и пытались применить свои выводы
к требованиям полета человека. С другой стороны, представители науки развивали математическую теорию динамики >кидкостей; это развитие не имело отношения к проблеме полета и не дало много полезной
информации тем, кто стремился летать.
Исследования, направленные на реализацию >келания человека летать, касались главным образом двух проблем: во-первых, определить
мощность, потребную для полета; во-вторых, выяснить наиболее рациональные формы крыльев. Рассмотрим вкратце обе задачи и господствующие точки зрения в тот период.

Аэродинамические исследования до эры по./ьетое

27

Что касается вопроса мощности, потребной для полета, то тот
факт, что птицы --">