Потеря эффективности органа управления

при закритических значениях числа Маха полёта — обусловлена развитием зоны сверхзвукового течения (см. Трансзвуковое течение) на профиле несущей поверхности при превышении Маха числа полёта М(∞) критического числа М(*) (М(∞) > М.).Эксперименты в аэродинамических трубах и лётные исследования показали, что при приближении значения М(∞) к единице может иметь место значительное уменьшение эффективности органа управления (ОУ), а в некоторых случаях даже обратное его действие.Механизм П. Э. О. У. Становится понятным, если рассмотреть изменения значений и распределения по профилю относительного давления рр = р/р0,где р — давление в рассматриваемой точке, р0 — полное давление набегающего потока) при различных значениях угла (δ) отклонения ОУ и М(∞).При М(∞) = 0,69 < М* наблюдается хорошо известное различие в значениях (р), растущих с увеличением (δ), но характер распределения (р) вдоль хорды ((х) — выраженное в процентах отношение расстояния х от носика профиля вдоль хорды к хорде b профиля.

(х) = x/b) практически не меняется. Совершенно иным оказываются распределения давления по профилю при М(∞) > М. На верхней и нижней поверхностях видны развитые области сверхзвукового течения (области, где |(р)| > |ркр|, (р)кр — значение (р) при местном числе Маха М = 1). Они начинаются приблизительно от х = 17% и простираются до места расположения замыкающих их скачков уплотнения (см. Ударная волна). В отличие от эпюры давления, наблюдаемой при М(∞) < М* при М(∞) = 0,83 > М*, например, распределение давления на части поверхности профиля — от носика до скачков уплотнения — оказывается почти не зависящим от угла (δ). Это имеет место на протяжении приблизительно 60% хорды на верхней поверхности и 40% — на нижней (на ней из-за влияния отклонения ОУ вниз скачок уплотнения смещается к носику профиля).

Отклонение ОУ вызывает лишь изменения в положении скачка уплотнения на профиле и в распределении давления по части профиля, расположенной за скачком уплотнения. По мере увеличения М(∞) скачки уплотнения перемещаются вниз по потоку и происходит заметное расширение областей сверхзвукового течения на обеих поверхностях профиля.Оптические исследования обтекания профилей при М(∞) > M* показывают, что расширение зоны сверхзвукового течения всегда сопровождается одновременным увеличением высоты скачка уплотнения, то есть глубины проникновения области сверхзвукового течения в поток, обтекающий профиль. Поэтому возникающие позади скачков уплотнения небольшие возмущения создаваемые обтеканием отклоненного ОУ и распространяющиеся в потоке со скоростью звука, не могут проникать на переднюю часть поверхности профиля вследствие задерживающего влияния сильно развитой местной сверхзвуковой зоны, и распределение давления по части профиля, расположенной впереди скачка уплотнения, оказывается почти не зависящим от отклонения ОУ.

При этом приращение (∆)су коэффициент подъёмной силы (см. Аэродинамические коэффициенты), вызываемое отклонением ОУ и в основном определяющее эффективность ОУ, возникает лишь за счёт приращения (∆)(р) относительного давления((∆)(р) = (р)(δ)-р(δ = 0)на части профиля, расположенной позади замыкающего скачка уплотнения..