Stall (separace) proudění - oddělení proudu plynu nebo kapaliny obtékajícího těleso od jeho povrchu v důsledku oddělení mezní vrstvy způsobené jeho zpomalením při nepříznivém tlakovém gradientu . [jeden]
Médium v blízkosti proudnicového tělesa se v důsledku viskozity pohybuje pomaleji než ve vzdálenosti od něj. V souladu s Bernoulliho principem je tlak okolních vrstev větší. než ty vzdálené. [2] Vzniká tlakový gradient. Když gradient dosáhne určité hodnoty, nazývané nepříznivé, proudění se od povrchu oddělí. V důsledku toho vzniká oddělená oblast proudění nebo separační zóna, kde se charakter proudění mění z laminárního na turbulentní . Stall ovlivňuje aerodynamické vlastnosti karoserie ( vztlak , odpor atd.) [3]
Zastavení proudění zpravidla negativně ovlivňuje aerodynamické vlastnosti.
Ve statickém proudění kolem pravoúhlého a lichoběžníkového křídla malého vychýlení letadla se tedy bod oddělení proudění shoduje s odtokovou hranou křídla a turbulentní proudění je nevýznamné a rychle odezní. Ale při náklonu se úhel náběhu zvětšuje, tlakový gradient se zvyšuje a bod oddělení proudění se začíná postupně posouvat podél horní plochy křídla. Při dosažení kritické hodnoty úhlu náběhu dojde k prudkému posunu separačního bodu k náběžné hraně. [3] [4] Vzhledem k tomu, že turbulentní proudění, které vzniká nad povrchem křídla, má protiproudy, vztlak prudce klesá a dochází k zablokování , které se s vysokou pravděpodobností změní ve vývrtku . V civilním letectví je taková situace považována za nouzovou a pro každé letadlo jsou popsány techniky zotavení z pádu.
Dalším příkladem negativního efektu přetažení je transsonické proudění kolem křídla. Se zvyšováním rychlosti nerušeného proudění začíná lokální rychlost proudění vzduchu překračovat rychlost zvuku , ale v mezní vrstvě blízko povrchu zůstává díky viskozitě rychlost výrazně nižší. Za takových podmínek může dojít k tlakovému gradientu dostatečnému k zastavení proudění i při nulovém úhlu náběhu na ploché desce, ale to je zvláště patrné na konvexním (podzvukovém) profilu křídla . V důsledku toho může turbulentní proudění „zakrýt“ řízené plochy (křidélka, výškovky atd.), čímž se letoun stane neovladatelným. Průtok, při kterém se tento efekt začíná projevovat, se nazývá kritické Machovo číslo .
A konečně, dalším příkladem zhoršení aerodynamického výkonu je přetažení konce křídla (nebo přetažení špičky), které zvyšuje indukovaný odpor křídla.
Zastavení může zároveň zlepšit výkon křídla. Takže při obtékání křídel s nízkým prodloužením a velkým vychýlením (například křídlo delta) i při nízkých úhlech náběhu vytváří oddělení proudění od náběžné hrany křídla vírové svazky, které přetrvávají i ve velkém (přes 40 stupně) úhly. [4] [5] Tyto víry nemají protiproudy, a proto vytvářejí dodatečný vztlak, což umožňuje udržovat kontrolovaný let při vysokých úhlech náběhu. V tomto případě se na tvorbě víru podílí především kořenová část křídla. Tato vlastnost našla uplatnění u stíhacích letounů 4. generace . Použití lichoběžníku s rozvinutým trojúhelníkovým nebo ogiválním přítokem umožnilo dosáhnout ovladatelnosti při nadkritických úhlech náběhu při zachování vzletových a přistávacích charakteristik, které křídlo s nízkým poměrem stran nemůže poskytnout.
Stall je pozorován nejen na povrchu letadla. Vyskytuje se při obtékání jakýchkoli těles v plynu a kapalině: peří , vrtule , lopatky turbínového kompresoru a proudové motory . V kapalině způsobuje turbulentní proudění vznikající při zastavení kavitaci , která vede k destrukci uzlů mechanismu.
Pro boj se zastavením toku se používají různé metody. Pro křídla je vybrán vhodný profil, který zajišťuje požadované proudění v daném rozsahu rychlostí a úhlů náběhu. Aby se předešlo pádu z řídicích rovin , používá se odvodnění nebo odfouknutí mezní vrstvy . Aby se zabránilo vniknutí turbulentní vrstvy do sání vzduchu, je použita desková přepážka. Pro boj s koncovým oddělováním toku pomocí hřebenů a křidélek .
F/A-18C vířivé svazky
Příklad zastavení proudění v proudění kolem podpěry mostu
Koncové víry z konců křídel draku
Jedním z příkladů důsledků separace toku je vírová ulice .