Эффект Коанда
Эффект Коанда — физическое явление, названное в честь румынского ученого, который в 1932 году обнаружил, что струя жидкости, вытекающая из сопла, стремится отклониться по направлению к стенке и при определённых условиях прилипает к ней[1].
Общее описание
Анри Коа́ндэ — румынский учёный в области аэродинамики. Объяснение эффекта, названного в его честь, заключается в том, что твердая поверхность препятствует свободному поступлению воздуха к струе, в результате чего создаются завихрения в зоне пониженного давления возле поверхности. Струя прилипает за счет внешнего давления и далее движется по поверхности[2].
Обнаружение эффекта
Аэродинамический эффект был открыт в 1910 году в ходе экспериментальных полетов самолёта «Coandã-1910». Для защиты пилота от горячих потоков газа к фюзеляжу были прикреплены металлические щитки, которые должны были отбрасывать поток в сторону, однако после увеличения скорости разбега щитки не просто перестали отражать газы от фюзеляжа, а, наоборот, «присасывали» их к фанерным бокам.
В 1932 году ученый смог объяснить возникновение данного эффекта, который возникал только при строго определённом соотношении размера щели и диаметра сопла, а также огромное влияние оказывали качество обработки и форма поверхности.
Применение эффекта
Сейчас «эффект Коанда» используется при создании многих летательных аппаратов, так коллектив Генерального конструктора Олега Константиновича Антонова создал грузовой самолёт Ан-72. У самолёта очень короткий разбег и пробег, крутая траектория набора высоты и снижения, что достигается тем, что реактивная струя из сопла двигателей при отклоненных предкрылках и закрылках стекает без отрыва по крылу и закрылку, создавая над ними пониженное давление. Увеличивается разность давлений снизу и сверху, что приводит к росту подъемной силы.
Интересно, что вынос двигателей на крыло оказался удобнее и с других точек зрения. Например, при взлете и посадке в двигатели практически не попадают посторонние предметы. Кроме того, крыло экранирует реактивные струи, поэтому уровень шума самолётов оказывается существенно ниже.
Для увеличения подъемной силы эффект используется в нескольких проектах самолётов — QSRA, Boeing YC-14. В конструкции использовался обдув верхней поверхности крыла реактивной струей двух двигателей, установленных на крыле в гондолах, далеко выдвинутых вперед от передней кромки[3].
С эффектом Коанда сейчас работает подавляющая часть конструкторов болидов Формулы-1, для создания выхлопных систем. Так компании «McLaren» и «Ferrari», сделали возможным создание открытых нижних тоннелей для разделения потоков. Понтон, притягивая потоки выхлопных газов, направляет их на заднюю подвеску, что позволяет увеличить прижимную силу в задней части машины[4][5].
Литература
- ↑ Свищёв. Г. М. Большая Российская энциклопедия. — Москва, 1994. — 735 с.
- ↑ Гуревич М.И. Теория струй идеальной жидкости. — Москва, 1979. — 536 с.
- ↑ Семиненко А. С., Шумский А. С., Долгаль А. В. Применение эффекта Коанда. — Саратов: ООО "Научно-издательский центр "Академия Естествознания", 2015. — С. 12—24.
- ↑ Выхлопные системы McLaren MP4-27 и Sauber C31 . https://web.archive.org/. Дата обращения: 2023.05.19.
- ↑ Два варианта выхлопной системы Ferrari F2012 . https://web.archive.org/.+Дата обращения: 2023.05.19.