Рис. 109. Обычное течение в сильно расширяющемся канале

На рис. 109 изображена фотография потока в сильно расширяющемся канале; мы видим, что уже в самом начале расширяющейся части поток отрывается от стенок, и образуется струя. На рис. 110 изображена фотография того же потока после отсасывания пограничного слоя; теперь поток прилегает к обеим стенкам.

Рис. 110. Течение в сильно расширяющемся канале при отсасывании пограничного слоя через щели, положение которых отмечено белыми метками

Третий способ управления пограничным слоем состоит в том, что ему сообщается дополнительная скорость путем ускорения внешнего потока. Такой способ практически осуществлен в разрезном крыле Хэндли Пэйджа-Лахмана (рис. 111). Пограничный слой, образующийся на первой части крыла, вливается во внешний поток и таким путем как бы обезвреживается. Пограничный же слой, образующийся на второй

части крыла, должен преодолеть только часть приращения давления на верхней, подсасывающей поверхности крыла; в то же время увлечение его внешним потоком, благодаря большой скорости струи воздуха, вырывающейся из щели, значительно сильнее.

Рис. 111. Разрезное крыло

чем при отсутствии щели. К разрезному крылу поток прилегает при обтекании его на углах атаки, значительно больших предельного угла, еще обеспечивающего безотрывное обтекание обычных крыльев. Благодаря этому разрезное крыло обладает значительно большей подъемной силой, но в то же время и значительно большим лобовым сопротивлением.

Наконец, возможно управление пограничным слоем путем вдувания в него с большой скоростью струи сжатого воздуха изнутри крыла. Однако такой способ для практического осуществления весьма труден, так как количество выбрасываемого сжатого воздуха должно быть весьма значительным. Наоборот, при отсасывании пограничного слоя достаточно удалить из него сравнительно небольшое количество жидкости.

С разрезным крылом сходны добавочные крылья, применяемые для улучшения обтекания тел, форма которых благоприятствует отрыву потока и образованию вихрей. Давно известным примером таких добавочных крыльев могут служить поворотные лопатки, применяемые в аэродинамических трубах (см. рис. 201, на стр. 338). В настоящее время добавочные крылья применяются во всех тех случаях, когда надо обеспечивать резкий поворот потока без заметной потери напора. Один

Рис. 112. Поворотные лопатки в канале.

из таких случаев изображен на рис. 112. Действие добавочных крыльев состоит в следующем. Каждое крыло обращено к стенке канала той стороной, на которой давление повышено; следовательно, поле давлений.

ipiugel G., Jahrb. d. Schiffbautechn. Ges., т. 19 (1918), стр. 385. Результаты многочисленных сравнительных измерений в потоках с поворотными лопатками и без них имеются в работах Frey К ., Forschung, т. 4 (1933), стр. 67 и т. 5 (1934), стр. 105.

Вопросу управления пограничным слоем посвящены работы советских авторов: Лойцянский Л. Г., Об изменении сопротивления тел путем заполнения пограничного слоя жидкостями с другими физическими константами, Прикл. мат. и мех., т. VI (1942), №1;Федяевский К. К., Уменьшение сопротивления трения путем изменения физических констант жидкости у стенки. Изв. Акад. Наук СССР, 1913, №9-10: см. также статью: Закс И. А., Критический обзор работ по управлению пограничным слоем крыла и перспективы его применения в самолетостроении. Техника Возд. Флота, 1940, №2. (Прим. пер.)

создаваемое в потоке крыльями, обусловливает около стенки появление давления, большего по сравнению с тем, которое было бы здесь при отсутствии крыльев. В целом давление около стенки увеличивается так, что разность давлений, которую необходимо преодолеть пограничному слою, либо значительно уменьшается, либо даже совсем исчезает.

§ 8. Вторичные потоки. Если жидкость, текущая вдоль стенки, под действием бокового градиента давления оттесняется наружу, то слои жидкости, близкие к стенке, получают вследствие своей меньшей скорости большее отклонение, чем слои, более далекие от стенки. При отсутствии трения радиусы кривизны траектории относились бы как квадраты соответствующих скоростей (см. § 6, п. в), гл. II]. Но в действительности при рассматриваемом процессе трение играет определенную роль. В результате совокупного действия трения на стенке, увлекающего действия внешнего потока и указанного оттеснения потока от стенки пограничный слой получает отклонение в сторону пониженного давления. Это отклонение не превышает при ламинарном течении 45°, а при турбулентном - примерно 25-30°. Такое явление можно рассматривать как наложение на главный поток другого, вторичного потока, направленного перпендикулярно к главному потоку. Вследствие неразрывности течения этот вторичный поток вовлекает в себя не только пограничный слой, но и ядро главного потока, и оказывает на последнее иногда существенное влияние.

Если, например, жидкость движется в изогнутой горизонтальной трубе, то ядро основного потока, обладая наибольшей скоростью, стремится двигаться по инерции прямолинейно; вследствие этого более медленные слои, прилегающие к верхней и нижней стенкам, сильно отклоняются в сторону внутренней боковой стенки. В результате возникают два вторичных потока (рис. 113), которые около верхней и нижней стенок направлены внутрь закругления, а в центре трубы - наружу. Эти вторичные потоки налагаются на главный поток, параллельный оси трубы, и приводят к тому, что точки потока с наибольшей скоростью