Юный техник, 2002 № 09 - [15]
«ЛЕТАЮЩАЯ ТАРЕЛКА»
В самолетах и вертолетах подъемная сила возникает при движении профилированной лопасти винта или крыла в воздушном потоке, при этом набегающий поток воздуха неравномерно обтекает верхнюю и нижнюю поверхности: под крылом создается повышенное давление, а сверху — разряжение.
Дмитрий Ильичев из Златоуста предлагает иной способ создания подъемной силы, применительно к летательным аппаратам. Основывается он на подсасывающем действии струи (см. рис. 1).
Этот эффект широко применяют в технике, например, в струйных вакуумных насосах. Рабочий элемент такого насоса — скоростная струя жидкости или газа, которая захватывает молекулы воздуха, поступающие из откачиваемого объема, и уносит их с собой. При скорости газовой струи выше скорости звука удастся создать глубокий вакуум с давлением до 10>-6 Па.
Как же представляет работу своего летательного аппарата юный изобретатель? Упрощенно он выглядит как дискообразное крыло, верхняя поверхность которого от центра к периферии обдувается скоростным потоком воздуха (см. рис. 1, 2, 3).
При этом поток захватывает молекулы пограничного слоя воздуха и уносит их с собой, создавая над крылом разряжение. Понятно, что из-за перепада давления над и под крылом создается подъемная сила. Причем, она будет тем больше, чем выше разность давлений и больше площадь летательного аппарата.
Для исследования аэродинамических качеств необычного аппарата Дмитрию пришлось даже изготовить модель со специальной турбиной (см. рис. 5).
Она представляет из себя полый рычаг 3, с одной стороны которого находится центробежная турбина 1, а с другой — исследуемое дискообразное крыло 4. Продувая его различными скоростными потоками воздуха и замеряя при этом величину подъемной силы 5, Ильичев построил график зависимости подъемной силы от скорости воздуха (см. рис. 4).
Из него хорошо видно, что зависимость эта квадратичная. Скорость подаваемого потока воздуха замерялась с помощью самодельной трубки Пито, состоящей из приемника динамического и статического давления. В состоянии покоя «летающей тарелки» давление над и под крылом было одинаково и равно атмосферному. После включения турбины воздушная струя «омывала» верхнюю поверхность крыла с высокой скоростью. Давление на этой стороне по уравнению Бернулли обязательно должно было быть меньше атмосферного. Так и получилось на практике.
Но полученные результаты показали расхождение величины подъемной силы, полученной экспериментально и рассчитанной по формуле, на 39 %. Эту погрешность легко объяснить несовершенством измерительных приборов и некоторым упрощением расчета давления над крылом.
А самым любопытным оказалось, что подъемная сила значительно возрастала при увеличении угла атаки плоскости крыла или после размещения на задней кромке отклоняющих щитков. На рисунках 1, 2 и 3 показаны три изготовленных Ильичевым «тарелки» с разными углами отклонения потока. А на рисунке 4 изображены три графика, по которым видно, что увеличение угла отклонения воздуха приводит к повышению давления под «тарелкой», а значит, и увеличению подъемной силы.
Доказав возможность создания реальной подъемной силы, оставалось найти способ управления горизонтальным полетом. Один из наиболее известных применяется в горизонтальном полете вертолетов. Но существенным недостатком является то, что корпус летательного аппарата необходимо наклонять в сторону движения, что значительно увеличивает лобовое сопротивление. Эту проблему, как считает Ильичев, можно устранить. Для этого крылу необходимо не наклонять нос, а, наоборот, задирать вверх. При таком движении почти весь газовый поток, поступающий от работающего двигателя, направляется в сторону, противоположную движению «тарелки». Остается добавить, что новый летательный аппарат будет иметь следующие качества: корпус и крыло его составляет единое целое, а значит, технологически его проще изготовить; так как крыло имеет форму круга, то при наименьших габаритах у него будет наибольшая площадь; при движении на высотах, не превышающих его диаметр, будет возникать экранный эффект, а если ее уменьшить до нескольких десятков сантиметров, то возникнет эффект воздушной подушки; он может взлетать, как вертолет, летать, как самолет.
ЦВЕТЫ И… КАПИЛЛЯРЫ
Комнатные растения требуют постоянного ухода и полива и без воды просто засыхают и погибают. Поэтому у многих вырабатывается устойчивый рефлекс утром не только умываться и чистить зубы, но и поливать комнатные растения.
Ну, а если дома никого нет? Не всем же удается договориться с соседями, обеспечив своим зеленым жильцам комфортные условия на время долгого отсутствия.
Придумано множество разнообразных устройств для автоматического полива. Но из-за сложности в обслуживании многие так и не нашли применения. Больше того, многие из них, несмотря на солидность источника информации и рекламу, не обеспечивают автоматизации полива. Часто можно встретить конструкции, которые для полива цветов используют устройства типа фитиля — вода поднимается по нему и самотоком стекает в цветочный горшок. Здесь, как известно, используется капиллярный эффект.
