Ламинарный профиль

Во-первых, давайте более конкретно узнаем, что такое ламинарный поток. Любой поток текущий рядом с какой-либо поверхностью, образует пограничный слой, при этом поток имеет нулевую скорость вплотную к поверхности, а на некотором расстоянии от поверхности, он течёт с такой же скоростью, как внешние слои потока. Если этот пограничный слой течёт параллельными слоями, без передачи энергии между слоями, он называется ламинарным. Если есть передача энергии, это турбулентный поток.

Все пограничные слои начинаются как ламинарные. На них могут воздействовать различные факторы, дестабилизирующие ламинарный пограничный слой, что приводит к переходу в состояние турбулентности. Побочные градиенты давления, шероховатость поверхности, тепловая и акустическая энергия – вот некоторые примеры дестабилизирующих воздействий. После перехода пограничного слоя в состояние турбулентности, поверхностное трение возрастает. Это основной результат турбулентности пограничного слоя. Старый миф, что при этом теряется подъёмная сила, – это только миф.

Отрицательный градиент давления необходим для поддержания ламинарного потока. Аэродинамические поверхности ламинарного потока специально разрабатываются, чтобы обеспечить длинный отрицательный градиент давления. Все аэродинамические поверхности должны иметь положительный градиент давления на их кормовой оконечности. Обычное определение профиля с ламинарным потоком, состоит в том, что отрицательный градиент давления заканчивается где-то между 30 и 75 процентами длины хорды.

Теперь рассмотрим полировку моего автомобиля, не в дождливую погоду. Пыль и листья лежат на краске капота. Я еду покататься. Листья сразу сдуваются. Но остаётся пыль. Я давлю на газ. Даже если ехать очень быстро, пыль остается на месте из-за тонкого слоя воздуха, который перемещается вместе с машиной. Если вы едете на автомобиле, покрытом росой, она высохнет не так уж быстро, ведь воздушный поток имеет этот тонкий ламинарный слой. «Ниже» по течению, где ламинарный поток становится турбулентным, роса быстро высохнет.

В пятидесятые стала широко известна фотография верхней части крыла планера (в полёте), которое было покрыто капельками росы. Несколько крошечных семян попало на переднюю кромку крыла, во время стоянки на земле. В полёте эти семена, хотя и крошечные, проникли через ламинарный пограничный слой и вызвали микро-турбулентность, отчего роса высохла в расширяющихся V-образных областях, отходящих от каждого крошечного семени.