Читать книгу Основы аэродинамики: стопами Кэрролла Смита. Повесть о балансе. Книга 4 онлайн

Перепад давления – это локальное давление в данной точке на поверхности тела минус статическое давление перед телом. Возвращаю читателя к определениям динамического и статического давлений. Изменение перепада давления вдоль поверхности тела называется градиентом давления. Положительный градиент давления, при котором перепад увеличивается по направлению потока, называется неблагоприятным градиентом, способным привести к разделению потока.

Общее давление и закон постоянного давления. Бернулли уверяет нас, что в идеальных условиях сумма статического и динамического давлений будет оставаться постоянной. Это объясняет возникновение сопротивления, вызванного встречным напором. Как скорость, так и локальное давление частиц, приближающихся к телу, уменьшаются. Поэтому статическое давление непосредственно перед движущимся телом увеличивается. Как в случае "носовой волны": жидкость словно бы готовится убраться с пути. Идеальный случай – когда в кормовой части кузова происходит соответствующий "обмен частиц" между статическим и динамическим давлением. В таком случае существовало бы равновесие, – и не было бы сопротивления, вызванного давлением. В реальном мире, где мы с вами изволим гоняться, существуют и вязкое трение, и замедление с последующим резким срывом пограничного слоя. Поэтому схема обтекания движущегося объекта, мягко говоря, несколько отлична от идеала. Замедление частиц жидкости на задней кромке кузова с последующем восстановлением давления – это отнюдь не полная картина мира. Результат увеличения статического давления перед кузовом и уменьшения давления на его задней кромке – и есть сопротивление, вызванное перепадом давления. Вот теперь картина вырисовывается!

Разделение потока начинается в пограничном слое и приводит к дроблению потока в полном объеме. Проще говоря, поток жидкости не способен следовать форме тела (кузова). Отделение пограничного слоя происходит именно тогда, когда силы трения между его пластами становятся слишком велики, чтобы слой мог удержаться на кузове. Такое случается при слишком крутом неблагоприятном градиенте давления, чересчур сильной турбулентности внутри слоя, быстром изменении формы тела. Наконец, – когда пограничный слой "натыкается" на швы или выступы кузова. Бывает, что отделившийся слой трения снова воссоединяется в той или иной точке. Ниже по течению от места отрыва.