Управление пограничным слоем

Управление пограничным слоем

(УПС) — воздействие на пограничный слой (ПС) с целью ослабления или предотвращения срыва потока на обтекаемой поверхности, охранения ламинарного течения в ПС и уменьшения теплопередачи при больших сверхзвуковых скоростях потока.
УПС осуществляется изменением формы обтекаемой поверхности, уменьшением разности между скоростями внешнего потока и обтекаемой поверхности (профили с подвижными поверхностями), использованием энергии основного потока для увеличения энергии частиц воздуха в ПС (щелевая механизация крыла, вихрей генераторы), сообщением ускорения частицам ПС (выдув сжатого воздуха вдоль обтекаемой поверхности, так называемый сдув ПС), удалением из пристенного участка ПС заторможенных частиц воздуха (см. Отсос пограничного слоя) и изменением состояния ПС (вдув в пограничный слой газа с другими физическими свойствами, охлаждение поверхности и др.).
Наиболее эффективными являются способы УПС, основанные на использовании энергии, отбираемой от специальных источников мощности (см. Энергетическая механизация крыла). К их числу относятся отсос ПС и его сдув. Применение этих способов позволяет переместить точку отрыва ПС вниз по течению за счёт уменьшения толщины ПС и увеличения его энергии.
• В авиации наибольшее практическое применение получила система сдува ПС посредством выдува воздуха, отбираемого от компрессора ВРД, на верхнюю поверхность крыла и отклонённых закрылков (использована, например, на истребителях МиГ-21, Макдоннелл-Дуглас F-4 «Фантом» и др.). Параметром, характеризующим интенсивность выдува и его воздействие на аэродинамические характеристики самолёта, является коэффициент импульса струи выдуваемого воздуха:
скоростной напор набегающего потока, S0 — часть площади крыла, соответствующая размаху щелевого сопла. ">
где т — массовый секундный расход воздуха, V — скорость струи на срезе щелевого сопла, q(∞) — скоростной напор набегающего потока, S0 — часть площади крыла, соответствующая размаху щелевого сопла.
Безотрывное обтекание крыла с отклонёнными на углы (δ)3 = 60—80(°) закрылками обычно достигается при выдуве струй с коэффициентом импульса с(μ) = 0,06—0,12. При этом на крыльях с удлинением (λ) = 7—8 эффективность нещелевых закрылков может быть увеличена в 2—3 раза и получен коэффициент максимальной подъёмной силы сymax = 5—6. Применение систем УПС позволяет уменьшить взлётно-посадочные скорости самолёта и потребную длину ВПП на 25—50%.
УПС используется также для уменьшения аэродинамического сопротивления элементов ЛА за счёт обеспечения их безотрывного обтекания или ламинаризации пограничного слоя. Для уменьшения теплопередачи используется вдув в пограничный слой газа, более лёгкого, чем во внешнем течении.

Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия. Главный редактор Г.П. Свищев. 1994.