Hood NACA

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. listopadu 2021; kontroly vyžadují 4 úpravy .

Hood NACA ( angl.  NACA cowling ) - druh aerodynamické kapotáže pro radiální letecké pístové motory , vyvinutý ve Spojených státech National Advisory Committee for Aeronautics ( angl.  NACA  -NACA) v roce 1927 . To byl velký úspěch při řešení problému snížení aerodynamického odporu , který mnohonásobně vyplatil náklady na vývoj a implementaci díky zvýšené spotřebě paliva [1] .

Pozadí vynálezu

Ve dvacátých letech minulého století byly vzduchem chlazené hvězdicové motory široce používány v letectví . Díky použití nových materiálů a vylepšení tvaru žeber válců bylo možné vytvořit motory s vysokým výkonem - přes 500 koní. S. Ve srovnání s vodou chlazenými motory měly vyšší hustotu výkonu a jednodušší konstrukci a byly levnější. Nevýhodou vzduchem chlazených motorů byl větší aerodynamický odpor v důsledku větší střední části a vyčnívání špatně proudnicových žebrovaných válců do proudu.

Historie

V roce 1927 studoval zaměstnanec National Physical Laboratory ( angl.  National Physical Laboratory, NPL ) Velké Británie Dr. Hubert Townend ( eng.  Hubert Townend ) racionalizaci těl, monokok trupu a trup vzducholodě . Zjistil, že když se prstencový povrch nachází v blízkosti přední části zkoumané karoserie, celkový aerodynamický odpor klesá. Při průchodu prstencem se proudění zrychlilo a zvýšení rychlosti proudění zabránilo předčasnému oddělení proudění a vzniku vírů. Na základě tohoto výzkumu vyvinul konstrukci kapotáže válců hvězdicového motoru ve formě úzkého prstence, který byl nazýván " Townend ring ".

Současně s Townendem studoval americký experimentátor  Fred E. Weick nejlepší formu kapotáže pro vzduchem chlazený letecký motor . Jako výsledek experimentů v aerodynamickém tunelu v jednom z výzkumných center NACA v roce 1927 našel tvar kapoty, který umožňoval téměř snížit odpor motoru na polovinu. Tento typ digestoře se stal známým jako „NACA hood“. Na rozdíl od Townendova prstence zcela zakryl motor.

Kapota vzduchem chlazených motorů umožnila snížit součinitel odporu elektrocentrály na hodnotu stejného řádu jako u vodou chlazených motorů. To vedlo k převládajícímu použití vzduchem chlazených hvězdicových motorů v letectví ve 30. letech 20. století .

Aplikace

Při instalaci kapoty NACA se zlepšilo chlazení motoru a díky snížení aerodynamického odporu se zvýšila rychlost letu. Kapotáž měla osově symetrický profil .

Po stovkách experimentů v technické poznámce NACA zveřejnil F. Wijk v listopadu 1928 [2] přesvědčivé výsledky. Langley Aeronautics Laboratory zároveň zakoupila dvouplošnou stíhačku Curtiss Hawk AT-5A a vybavila ji kapotou kolem hvězdicového motoru. Výsledky byly působivé. I přes nárůst hmotnosti poskočila maximální rychlost letounu ze 190 na 220 km/h, tedy o 16 % [3] .

Výhody kapoty NACA získaly všeobecné uznání v následujícím roce, kdy Frank Hawks , proslulý  kaskadérský pilot a letecký závodník , vytvořil nový rekord pro let bez mezipřistání mezi Los Angeles a New Yorkem poté, co nasadil kapotu NACA na Lockheed Air Express . jednoplošník společnosti Lockheed Corporation . York s časem 18 hodin 13 minut. Kapota zajistila zvýšení rychlosti letadla z 250 na 285 km/h. Po dokončení letu poslal Lockheed telegram výboru NACA s tímto textem: „ Rekord by nebyl možný bez nové kapoty. Veškeré uznání patří NACA za jejich pečlivý a přesný výzkum “ [4] . Odhaduje se, že použití digestoře NACA bude mít ekonomický efekt ve výši 5 milionů $, což přesáhlo celkové přidělení NACA od jejího založení do roku 1928 .

Kryt NACA řídí proudění studeného vzduchu přes nejteplejší místa motoru (válce a hlavy válců). Navíc se výrazně snížila turbulence proudění po průchodu zónou válců. Celkově všechny tyto vlivy snížily aerodynamický odpor motoru téměř o 60 %. Takové závěry byly vyvozeny na základě různých typů radiálních pístových motorů, které byly od roku 1932 vybaveny kapotáží [5] .

Při pokusu použít kapotu na vícemotorových letounech konstruktéři zjistili, že takové opatření nemá prakticky žádný vliv na aerodynamický výkon stroje. Experimenty prováděné v aerodynamických tunelech ukázaly, že kapotáž má pozitivní efekt pouze tehdy, když je motor umístěn na přídi trupu nebo na náběžné hraně křídla . V polovině třicátých let se kapoty NACA staly povinnou součástí vzduchem chlazených návrhů vojenských a osobních letadel. Díky tomu se průměrná rychlost letu zvýšila o 6...10%

Viz také

Poznámky

  1. Bílá, Grahame. Spojenecké letecké pístové motory druhé světové války  . - S. 7-8. — ISBN 1-56091-655-9 .
  2. Fred E. Weick Drag a chlazení s různými formami krytu motoru Whirlwind v trupu kabiny Archivováno 29. listopadu 2012 na Wayback Machine NACA-tn-301 Nov 1928/ 46 s.
  3. James R. Hansen. Inženýrská věda a vývoj krytu motoru s nízkým odporem NACA . History.nasa.gov (1998). Datum přístupu: 30. července 2010. Archivováno z originálu 31. října 2004.
  4. Záznam není možný bez nového krytu. Všechna čest patří NACA za pečlivý a přesný výzkum.“
  5. Testování krytů NACA v plném rozsahu Archivováno 6. února 2010 na Wayback Machine (Theodore Theodorsen, MJ Brevoort a George W. Stickle, NACA Report #592. Langley Memorial Aeronautical Laboratory: 1937).

Zdroje

Odkazy