Характеристики вихревого следа самолета Ил-76

С помощью рассмотренной методики исслєдовньі характеристики вихревого следа за различными самолетами при различных условиях полета.

В данном разделе приводятся результаты исследования характе­ристик дальнего вихревого следа за самолетом Ил-76, при котором

Рис. 4.9. Распределение тангенциальной скорости в ядре вихря самолета Ил-76

Рис. 4.10. Распределение тангенциальной скорости в ядре вихря самолета В-747

Было выявлено влияние скорости и высоты полета на положение вих­ревого следа, а также влияние состояния атмосферы в соответствии с разд. 4.6.

На рис. 4.11 приведены результаты расчета положения центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76, летящим на высоте Н = 1000 м со скоростью V = 300км/ч при различных состояниях атмосферы: очень устойчивом (СА = 1), нейтральном (СА = 3) и очень неустой­чивом (СА = 5). Видим, что в очень спокойной атмосфере вихревой след на удалении X = 15 км опустился уже на ДН = —110 м. В очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) вихревой след быстро затухает за счет диффузии вихрей, высота опускания вихревых жгутов состави­ла всего ДН = — 30м.

Рис. 4,11, Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 300км/ч, H = 1000 м) при разных состояниях атмосферы

На рис. 4.12 аналогичные результаты представлены для самолета Ил-76, летящего на высоте Н = 1000 м со скоростью V = 500км/ч при тех же состояниях атмосферы. Видим, что теперь в очень спокойной атмосфере (СА = 1) вихревой след на удалении X = 15 км опустился на ДН = —55 м. В очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) высота опускания вихревых жгутов составила ДН = —15 м.

Рис. 4.12. Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 500км/ч, H = 1000 м) при разных состояниях атмосферы

На рис. 4.13 результаты приведены для самолета Ил-76, летя­щего на высоте Н = 1000 м со скоростью V = 700км/ч при тех же состояниях атмосферы. Видим, что в очень спокойной атмосфере (СА = 1) вихревой след на удалении X = 15 км на этот раз опустился на ДН = —35 м. В очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) высота опускания вихревых жгутов составила ДН = —12 м.

Удаление, км Рис. 4.13. Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 700км/ч, H = 1000 м) при разных состояниях атмосферы

Таким образом, установлено, что с увеличением скорости полета на одной и той же высоте за счет уменьшения циркуляции вихревых жгутов уменьшается высота опускания центров вихревых жгутов.

С увеличением высоты полета картина меняется. На рис. 4.14 приведены результаты расчета положения центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76, летящим на высоте Н = 5000 м со скоростью V = 300км/ч при состояниях атмосферы: очень устойчивом (СА = 1), нейтральном (СА = 3) и очень неустойчивом (СА = 5).

Рис. 4.14. Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 300км/ч, H = 5000 м) при разных состояниях атмосферы

Видим, что в очень спокойной атмосфере (СА = 1) вихревой след на удалении X = 15 км опустился на ДН = —150 м. В очень неустой­чивой атмосфере (СА = 5) высота опускания вихревых жгутов сос­тавила ДН = —40 м. Сравним: при = 1 на высоте Н = 1000м ДН = —110 м, а при СА = 5 ДН = — 30 м (см. рис. 4.11), т. е. с увели-

чєниєм высоты полета при прочих равных условиях высота опускания вихрей увеличивается. Аналогичная картина наблюдается и при других скоростях полета (см. рис. 4.13 и рис. 4.14).

На рис. 4.15 приведены результаты расчета положения центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76, летящим на высоте Н = 5000 м со скоростью V = 500км/ч при состояниях атмосферы: очень устойчи­вом (СА = 1), нейтральном (СА = 3) и очень неустойчивом (СА = 5). В очень спокойной атмосфере (СА = 1) вихревой след на удалении X = 15 км опустился на ДН = —70 м. В очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) высота опускания вихревых жгутов составила ДН = —25 м. Сравним: на высоте Н = 1000 м при СА = 1 ДН = —55 м, а при

= 5 ДН = —15м (см. рис. 4.12).

Рис. 4.15. Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 500км/ч, H = 5000 м) при разных состояниях атмосферы

Рис. 4.16 представляет результаты расчета положения центров вих­ревых жгутов за самолетом Ил-76, летящим на высоте Н = 5000 м со скоростью V = 700км/ч при тех же состояниях атмосферы.

Рис. 4.16. Положение центров вихревых жгутов за самолетом Ил-76 (V = 700км/ч, H = 5000 м) при разных состояниях атмосферы

В очень спокойной атмосфере (СА = 1) вихревой след на удалении X = 15 км опустился на АН = —45 м. В очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) высота опускания вихревых жгутов составила АН = —15 м. Сравним: на высоте Н = 1000 м при СА = 1 АН = —35 м, а при СА = 5 АН = —12м (см. рис. 4.13).

Таким образом, установлено, что с увеличением высоты при одной и той же скорости полета за счет увеличения циркуляции вихревых жгутов увеличивается высота опускания центров вихревых жгутов, (см. рис. 4.14 —рис. 4.16).

Влияние состояния атмосферы на затухание вихрей можно просле­дить на рис. 4.17 —рис. 4.21.

б Рис. 4.17. Поля возмущенных скоростей за самолетом Ил-76 при t = 0 с (а) и t = 11с (б) (V = 500 км/ч, H = 5000 м, СА = 5)

На рисунках 4.17 и 4.18 показаны результаты расчета полей возму­щенных скоростей за самолетом Ил-76, летящим на высоте H = 5000 м со скоростью V = 500км/ч в очень неустойчивой атмосфере (СА = 5) на различных удалениях от самолета: X = 0; 1,53; 3,06 и 4,58 км. Видим, что при этих условиях полета уже на удалении 4-5 км вихревые жгуты затухают и перестают быть опасными для других самолетов.

Рис. 4.18. Поля возмущенных скоростей за самолетом Ил-76 при t = 22 c (а) и t = 33 с (б) (V = 500 км/ч, H = 5000 м, СА = 5)

В спокойной атмосфере картина меняется. На рис. 4.19-4.21 пред­ставлены результаты расчета полей возмущенных скоростей за самоле­том Ил-76, летящим на высоте H = 5000 м со скоростью V = 500км/ч в очень устойчивой атмосфере (СА = 1) на удалениях X = 0; 1,53; 3,06; 4,58; 12,5 и 14,86 км. При этих условиях полета вихревые жгуты также

Рис. 4.19. Поля возмущенных скоростей за самолетом Ил-76 при t = 0 c (а) и t = 11с (б) (V = 500 км/ч, H = 5000 м, СА= 1)

затухают, но это происходит уже на значительно Больших удалениях (примерно 12-14 км).