Введение
Обтекатель авиационного двигателя
Обтекатель NACA — это тип аэродинамического обтекателя, используемый для обтекания радиальных двигателей, устанавливаемых на самолетах. Он был разработан Фредом Вейком из Национального консультативного комитета по аэронавтике (NACA) в 1927 году. Это был значительный прогресс в снижении аэродинамического сопротивления, и затраты на его разработку и установку многократно окупились благодаря повышению топливной эффективности, которое он обеспечил.
История и дизайн
Капот NACA повысил скорость за счет снижения сопротивления, одновременно улучшив охлаждение двигателя. Капот состоит из симметричного, кругового профиля, охватывающего двигатель. В обычном плоском профиле, подобном крылу, разница в скорости воздушного потока и связанные с ней изменения давления на верхней и нижней поверхностях создают подъемную силу. В случае капота NACA кольцевой профиль расположен таким образом, чтобы этот эффект подъемной силы был направлен вперед. Эта тяга не полностью компенсирует сопротивление капота, но значительно его уменьшает. Разница в скорости воздушного потока на двух сторонах обусловлена не только формой профиля, но и наличием цилиндров на внутренней поверхности, которые дополнительно замедляют поток воздуха. Тем не менее, общий воздушный поток через капот обычно больше, чем без него, поскольку воздух засасывается внутрь капота потоком воздуха, обтекающим его. Это, в свою очередь, обеспечивает концентрацию быстрого потока воздуха преимущественно на головках цилиндров, где он наиболее необходим, а не между цилиндрами и картером, где он малоэффективен для охлаждения. Кроме того, турбулентность после обтекания воздуха свободно стоящими цилиндрами значительно снижается. Суммарный эффект всех этих факторов позволяет снизить сопротивление на целых 60%. Результаты испытаний привели к тому, что начиная с 1932 года практически все самолеты с радиальными двигателями стали оснащаться этим капотом. Испытательный самолет, двухплан Curtiss AT 5A Hawk с радиальным двигателем Wright Whirlwind J 5, достиг скорости с капотом NACA по сравнению со скоростью без него. Утверждение о том, что капот NACA создавал тягу за счет эффекта Мередита, ошибочно – хотя теоретически расширение воздуха, нагретого двигателем, могло бы создавать некоторую тягу при выходе на высокой скорости, на практике для этого требовался капот, спроектированный и сформированный для обеспечения необходимой высокой скорости выходного потока (чего капот NACA не обеспечивал), и в любом случае, при скоростях 1930-х годов этот эффект был пренебрежимо мал.
Другие источники
Аэронавтическая экспозиция в Смитсоновском институте, Вашингтон, округ Колумбия.