[ ERA: PRAEITIS ]

Ribinio sluoksnio proveržis: 1932-ųjų NACA aerodinaminis eksperimentas

Nuotrauka: Cloudflare FLUX

1932-aisiais inžinieriai laboratorijos centre įtvirtino NACA profilį – dviejų su puse metro ilgio aliuminio lydinio sparno segmentą, svėrusį lygiai keturiasdešimt penkis kilogramus. Konstrukcija rėmėsi dešimties colių styga, šlifuota iki mikroskopinio tikslumo, skirta oro srautui nukreipti žemyn. Metalas liko nejudrus. Svoris slėgė stendus.

Vėjų tunelio bandymuose oras skrodė konstrukciją, pasiekdamas dešimties milijonų Reinoldso skaičių. Paviršiaus priekinė briauna, suformuota dviejų su puse milimetro spinduliu, privalėjo stabilizuoti slėgį. Fiksavome pusantro kėlimo koeficientą. Temperatūra kilo sparčiai. Konstrukcija reikalavo dėmesio.

Pagrindinė problema išryškėjo ties galine briauna, kur susidarydavo nepageidaujami sūkuriai. Matavome 0,05 pasipriešinimo koeficientą, tačiau skaičiai nuolat šokinėjo. NACA 0012 serijos bandymai rodė 0,1 momento koeficientą, sukeliančią nekontroliuojamą vibraciją. Metalas deformavosi. Reikėjo keisti kampus.

Sluoksniuotame sraute ribinis sluoksnis formavo delta storį, kurį inžinieriai skaičiavo integruodami greičio gradientus. Turbulencijos intensyvumas, išreikštas per 0,08 kvadratinių greičių svyravimus, peržengė leistinas normas. Sistemos atramos linko. Tikslumas dingo akimirksniu.

Analizavome Navier-Stokes lygtis, siekdami suvaldyti 0,12 koeficiento nuokrypius. NACA 1410 tipo sparnai su dešimties procentų storio santykiu rodė mažesnį pasipriešinimą, tačiau padidinus stygos ilgį iki dvidešimties colių, atsirado struktūrinis nuovargis. Jungtys neatlaikė krūvio. Įtampa pasiekė maksimumą.

NACA 2212 serija, pasižyminti 0,02 colio priekinės briaunos spinduliu, turėjo tapti atsvara, tačiau suminė turbulencijos skalė atskleidė sūkurių susidarymo zonas. Dislokacijos storis rodė, kaip greitai oras praranda energiją liesdamasis su aliuminiu. Paviršius patyrė mikroįtrūkimus. Konstrukcija tapo nepatikima.

Kiekvienas 0,01 pasipriešinimo koeficiento pokytis reikalavo peržiūrėti visą aerodinaminę schemą. Kai oro tankis svyruodavo ir Reinoldso skaičius krisdavo iki 10^5, srautas tapdavo neprognozuojamas. Pagalbinės konstantos neatitiko realybės. Bandymai vyko nuolat. Rezultatas liko neaiškus.

Momentas, kai penkiolikos colių styga pasiekė -0,1 koeficientą, įrodė, jog sparnas sukosi aplink savo ašį esant 500 megapaskalių slėgiui. Metalas neatlaikė vidinės įtampos. Jungtys skilo per pusę. Ar įmanoma suvaldyti chaosą?