WikiDer > Эффект Мередит
В Эффект Мередит это явление, при котором аэродинамическое сопротивление произведенный радиатор охлаждения может быть компенсирован тщательной конструкцией охлаждающего канала, обеспечивающей полезную тягу. Эффект был обнаружен в 1930-х годах и стал более важным, поскольку скорость самолетов с поршневыми двигателями увеличивалась в течение следующего десятилетия.
Эффект Мередита возникает, когда воздух, проходящий через канал, нагревается теплообменником или радиатором, содержащим горячую рабочую жидкость, такую как этиленгликоль. Обычно жидкость представляет собой хладагент, несущий отходящее тепло от двигателя внутреннего сгорания.[1]
Чтобы эффект имел место, канал должен двигаться со значительной скоростью по отношению к воздуху. Воздух, поступающий в воздуховод, встречает сопротивление сопротивления поверхности радиатора и сжимается за счет эффект набегающего воздуха. Поскольку воздух проходит через радиатор, нагретый, слегка повышая его температуру и увеличивая объем. Затем горячий сжатый воздух выходит через выпускной канал, имеющий сужающуюся форму, то есть сужающийся к задней части. Это ускоряет воздух в обратном направлении, и реакция этого ускорения на установку обеспечивает небольшую тягу вперед.[2] Воздух расширяется и понижает температуру по мере прохождения по воздуховоду, прежде чем выйти, чтобы присоединиться к внешнему потоку воздуха. Таким образом, три процесса открытого Цикл Брайтона достигаются: сжатие, подвод тепла при постоянном давлении и расширение. Достигаемая тяга зависит от соотношения давлений внутри и снаружи воздуховода и температуры охлаждающей жидкости.[1] Более высокая температура кипения этиленгликоля по сравнению с водой позволяет воздуху достигать более высокой температуры, увеличивая удельную тягу.
Если создаваемая тяга меньше аэродинамического сопротивления воздуховода и радиатора, то такая конструкция служит для уменьшения чистого аэродинамического сопротивления радиаторной установки. Если создаваемая тяга превышает аэродинамическое сопротивление установки, тогда вся сборка вносит в транспортное средство чистую прямую тягу.
В Североамериканский P-51 Mustang, который впервые взлетел в 1940 году, использовал принцип Мередита в конструкции радиатора.[3]
Примерно в это же время эффект Мередита также вдохновил ранние американские работы над аэротермодинамическим воздуховодом. ПВРД, за счет схожести принципов работы.[1]
История
Ф. В. Мередит был британским инженером, работавшим на Royal Aircraft Establishment (РАЭ), Фарнборо. Размышляя о принципах жидкостного охлаждения, он понял, что не нужно терять то, что обычно считалось отработанным теплом, передаваемым в атмосферу хладагентом в радиаторе. Тепло добавляет энергию воздушному потоку, и при тщательном проектировании это может быть использовано для создания тяги. Работа опубликована в 1936 году.[2]
Это явление стало известно как «эффект Мередита» и быстро было принято конструкторами прототипов истребителей, которые тогда находились в стадии разработки, включая Супермарин Спитфайр и Hawker Hurricane чей двигатель Rolls-Royce PV-12, позже названный Мерлин, охлаждали этиленгликолем. Ранний образец излучателя на эффекте Мередита был включен в конструкцию Spitfire для первого полета прототипа 5 марта 1936 года.[4]
Многие инженеры не понимали принципов действия эффекта. Распространенной ошибкой было мнение, что воздушное охлаждение радиальный двигатель больше всего выиграет, потому что его ребра нагреваются сильнее, чем радиатор двигателя с жидкостным охлаждением, и ошибка сохраняется даже в 1949 году.[1]
Смотрите также
Рекомендации
- ^ а б c d Becker, J .; "Высокоскоростной рубеж: истории успеха четырех программ NACA, 1920-1950 гг., "SP-445, НАСА (1980), Глава 5: Высокоскоростные кожухи, воздухозаборники и выпускные отверстия, а также системы внутреннего потока: исследование ПВРД. [1]
- ^ а б Мередит, Ф. В .: «Охлаждение авиационных двигателей. Особое внимание уделяется радиаторам на этиленгликоле, заключенным в воздуховоды», Совет по авиационным исследованиям R&M 1683, 1936.
- ^ Йенн, Билл: Роквелл: наследие Северной Америки. Нью-Йорк: Crescent Books, 1989. стр. 49, ISBN 0-517-67252-9.
- ^ Gingell, G. (Ed.); "The Supermarine Spitfire - 40 лет спустя, "Королевское авиационное общество, 1976 г., стр. 13.