Что такое Отрыв пограничного слоя?
Отрыв пограничного слоя
Отрыв пограничного слоя
явление, связанное с отсоединением потока жидкости или газа от обтекаемой поверхности и состоящее в том, что тонкий пограничный слой, который стелется по поверхности твёрдого тела, внезапно отходит от этой поверхности в некоторой точке, называемой точкой отрыва, а между отсоединившимся пограничным слоем и поверхностью тела реализуется возвратно-вихревое течение среды. О. п. с. наблюдается, например, на верхней поверхности крыла, около кормовой части фюзеляжа и при обтекании других частей самолёта. О. п. с. сопутствует срыву потока и объясняет его происхождение.
О. п. с. объясняется следующими причинами. Течение в пограничном слое существенно зависит от градиента давления, воздействующего на этот слой. Если вне пограничного слоя давление падает в направлении потока (так называемый благоприятный, отрицательный, градиент давления), то все частицы среды в пограничном слое движутся в том же направлении. Распределение скорости поперёк пограничного слоя в этом случае имеет вид кривой а (длина стрелки пропорциональна значению скорости потока в точке, расположенной у основания стрелки), а напряжение трения на стенке положительно. С другой стороны, неблагоприятный, положительный, градиент давления (давление растёт в направлении потока на внешней границе пограничного слоя) приводит к быстрому торможению частиц среды в пристеночной части пограничного слоя. Напряжение трения на поверхности уменьшается и обращается нуль в некоторой точке S, которая называется точкой отрыва пограничного слоя. При подходе потока к точке отрыва резко возрастает поперечная составляющая его вектора скорости. Нулевая линия тока, которая до точки отрыва располагается на обтекаемой поверхности, за точкой отрыва отходит от поверхности на конечное расстояние и отделяет основной поток от области возвратно-вихревого течения. За точкой отрыва напряжение трения отрицательно, а распределение скорости поперёк потока представляется кривой в. Её вид показывает, что выше линии SO среда движется в направлении основного потока, а ниже этой линии — в противоположном направлении. См. также статью Крыла теория.
Предотвращение О. п. с. — одна из актуальных проблем технической аэродинамики, так как образующееся за точкой отрыва возвратно-вихревое течение связано с неизбежными потерями механической энергии, снижающими аэродинамическое качество летательного аппарата (резко падает подъёмная сила, возрастает сопротивление движению).
Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия.
Главный редактор Г.П. Свищев.
1994.
.
