Cтраница 1
Вихревая теория винта успешно разрабатывалась школой Н. Е. Жуковского и получила. Для теории турбомашин интересна также работа Л. А. Симонова ( 1941), в которой вихревой метод построения лопасти в плоском потоке был распространен на случай радиальных вихрей между двумя соосными круговыми цилиндрами и была показана малая погрешность гипотезы цилиндрических сечений. [1]
Вихревая теория винтов, созданная Н. Е. Жуковским в 1912 г., доведена до высокой степени совершенства его соратниками и учениками академиком Б. Н. Юрьевым, В. П. Ветчин-киным, Н. Н. Поляховым и другими. [2]
Примерно в то же время Н. Е. Жуковский создал вихревую теорию винта, содержащую как частный случай вихревую теорию крыла конечного размаха. В связи с тем, что ни Чаплыгин, ни Жуковский не выпустили специальных публикаций по теории крыла конечного размаха, это дало возможность зарубежным ученым считать приоритет создания теории крыла конечного размаха принадлежащим немецкому аэродинамику проф. [3]
В этих мемуарах Н.Е. Жуковского и в ряде работ В.П. Ветчинкина вихревая теория винта разработана настолько, что она может быть положена в основу проектирования винтов ( винты марки НЕЖ) самолетов и вентиляторов. Однако необходимо признать, что гидродинамическая вихревая теория винтов еще во многих отношениях представляет много неясного и требует еще значительных усилий, чтобы быть доведенной хотя бы до той законченности, которую имеют современные теории крыла в плоскопараллельном потоке и крыла конечного размаха. [4]
Только путем исследования и учета вихрей, сбегающих с лопастей компрессора или турбины, путем, указанным Н. Е. Жуковским в его вихревой теории винта, можно правильно определить поток газа около лопастей и силу между лопастями и газом. Вихревая теория писалась в 1912 1918 гг. и состоит из четырех статей. [5]
Однако опыты, проведенные для проверки теории Чаплыгина, не смогли подтвердить теорию, так как были поставлены в аэродинамической трубе малого размера без учета влияния стенок; это заставило Чаплыгина воздержаться от публикации своих результатов, и они увидели свет только через двадцать лет после возникновения теории. Следует отметить, что вихревая теория винта Жуковского также была основана на схеме, аналогичной вихревой схеме крыла конечного размаха. [6]
В этих мемуарах Н.Е. Жуковского и в ряде работ В.П. Ветчинкина вихревая теория винта разработана настолько, что она может быть положена в основу проектирования винтов ( винты марки НЕЖ) самолетов и вентиляторов. Однако необходимо признать, что гидродинамическая вихревая теория винтов еще во многих отношениях представляет много неясного и требует еще значительных усилий, чтобы быть доведенной хотя бы до той законченности, которую имеют современные теории крыла в плоскопараллельном потоке и крыла конечного размаха. [7]
Известно, что еще в 1910 г. С. А. Чаплыгин пришел к вполне законченным общим представлениям о вихревой системе крыла конечного размаха, а в 1913 г. ему удалось преодолеть математические трудности и дать основные формулы подъемной силы и индуктивного сопротивления. Примерно в то же время ( начиная с 1912 г.) Н. Е. Жуковский создал свою вихревую теорию винта, содержавшую как частный случай вихревую теорию крыла конечного размаха. Прандтлю, опубликовавшему свою теорию значительно позднее. [8]
Около 1920 г. были закончены фундаментальные работы Н.Е. Жуковского по теории винтов появлением в 1920 г. его четвертого мемуара по вихревой теории винтов. Об этих работах в дальнейшем мы скажем более подробно. Но работы Н.Е. Жуковского привлекли к этой важнейшей области внимание ряда его учеников ( В.П. Ветчинкина, Б.Н. Юрьева, Г.Х. Сабинина), которым и принадлежит ряд работ в этой области. Из работ, носящих характер учебника, по теории винтов за истекшее время напечатаны следующие. [9]
По-видимому, первые соображения на этот счет, содержащие уже качественное объяснение возникновения индуктивного сопротивления, принадлежали Ланчестеру и относились к девяностым годам прошлого столетия, но были опубликованы в его курсе аэродинамики лишь в 1907 г. В 1910 г. С. А. Чаплыгин х) пришел к основным представлениям вихревой системы крыла конечного размаха, а в 1913 г. ему удалось дать формулы подъемной силы и индуктивного сопротивления. Однако опыты, проведенные для проверки теории Чаплыгина, не смогли подтвердить теорию, так как были поставлены в аэродинамической трубе малого размера без учета влияния стенок; это заставило Чаплыгина воздержаться от публикации своих результатов, и они увидели свет только через двадцать лет после возникновения теории. Следует отметить, что вихревая теория винта Жуковского также была основана на схеме, аналогичной вихревой схеме крыла конечного размаха. [10]
Само понятие вихря и его интерпретация, как угловой скорости вращения жидкого элемента в целом, были даны раньше: Коши в 1815 г. и Стоксом в 1847 г.; возможность движения без потенциала скоростей была указана Эйлером еще в 1775 г. Теория вихрей имеет обширную литератгру, в которой тесно переплетаются вопросы гидродинамики с аналогиями в области электричества и магнетизма. Теория вихрей сыграла большую роль в развитии динамики атмосферы, теории крыла самолета, теории пропеллера и корабельного винта и др. Об этих приложениях, получивших особенное развитие в работах русских ученых ( Н.Е.Жуковского - по вихревой теории винта и А. А. Фридмана - по вихрям в атмосфере), будет упомянуто в следующем параграфе. [11]