Предлагаемый способ предназначается для уменьшения лобового сопротивления таких средств передвижения, через определенные части которых, во время движения, должен протекать воздух в более или менее мелком подразделении. Этот способ применим, следовательно, главным образом, в радиаторах, служащих (в машинах с моторами внутреннего сгорания) для охлаждения. В предлагаемом изобретении скорость встречного воздуха при прохождении через радиатор уменьшается, а после выхода из него вновь повышается, приобретая, приблизительно, скорость экипажа. У летательных аппаратов, а также у быстроходных автомобилей, паровозов и других средств передвижения, радиаторы, продуваемые во время движения воздухом, представляют, принимая во внимание их величину, очень значительную часть лобового сопротивления всего движущегося объекта, так как возникающие потери во время протекания воздуха через каналы радиатора, вследствие завихрения и трения, образуют добавочное сопротивление. Согласно данных автора, уже производились опыты уменьшения сопротивления таких радиаторов посредством придачи каналам, по которым протекает воздух, формы воронки для уменьшения завихрения. Этим, однако, можно получить лишь небольшое уменьшение сопротивления, так как, при большой скорости, с которой воздух протекает через охлаждающие каналы, главная часть сопротивления образуется вследствие трения.
Если уменьшить, согласно, изобретения, скорость протекающего через радиатор воздуха и, следовательно, вызываемое трением сопротивление, то охлаждающее действие на единицу поверхности уменьшится; однако, этот способ представляет все-таки известную выгоду, так как, согласно данных автора, опыт показал, что при прочих равных условиях охлаждающее действие изменяется, приблизительно, пропорционально квадратному корню из скорости протекающего через радиатор воздуха, а сопротивление - пропорционально квадрату скорости. Если, например, при помощи соответствующего устройства радиатора уменьшить скорость струи воздуха в радиаторе на половину, то для получения того же охлаждающего действия, при прочих одинаковых условиях, надо увеличить площадь охлаждения в V 2=1,4 раза. Вследствие уменьшения скорости воздуха на половину - сопротивление воздуха относительно единицы площади лобовой поверхности радиатора уменьшается до одной четверти. Уменьшением скорости течения воздуха на половину и необходимым для достижения равного охлаждающего действия увеличением площади охлаждения в 1,4 раза (что влечет за собой необходимость такого же увеличения лобовой поверхности) достигается уменьшение сопротивления воздуха радиатора в пропорции 4:1,4=2,8:1. Такое значительное уменьшение сопротивления воздуха, вследствие увеличения лобовой площади радиатора, влечет за собой незначительное увеличение веса радиатора; однако, необходимо принять во внимание, что увеличением веса какого-либо средства передвижения, например, на 1 кг, - сопротивление передвижения повышается лишь на малую часть этого веса. У самолета, например, общий вес аппарата относится к сопротивлению, которое должен преодолеть винт, приблизительно, как 5:1, т.-е., если увеличить вес самолета на 5 кг, то сопротивление встречной струи увеличится (при соответствующем увеличении несущих крыльев или установкой крыльев под более крутым углом атаки относительно направления полета) лишь на, прибл., 1 кг. У дирижабля вес его относится к его сопротивлению, как 10:1. Если увеличить вес его радиатора на известную величину и увеличить вследствие этого и его корпус, сопротивление всего дирижабля при полной скорости увеличится лишь, приблизительно, на 1/10 добавочного веса. У сухопутных средств сообщения, например автомобилей, каждый килограмм добавочного веса при горизонтальном движении влечет за собою увеличение сопротивления лишь, приблизительно, на 1/20 до 1/30 кг, в зависимости от величины трения об землю и внутреннего трения в цапфах. Следовательно, в то время, как каждое вредное сопротивление следует принимать в расчет полностью и должно компенсироваться увеличением движущей силы на такую же величину, увеличение веса играет гораздо меньшую роль, так как следует принимать в расчет лишь незначительную его долю. В дальнейшем регулировка охлаждающего действия радиаторов, установленных в трубе, достигается посредством регулирования количества протекающего через радиатор воздуха, в зависимости от желаемого охлаждающего действия, путем отвода части воздуха из того количества, которое протекает при полном действии, при чем все охлаждающие каналы остаются открытыми. При таком способе сопротивление радиатора изменяется пропорционально его охлаждающему действию. Например, при уменьшении охлаждающего действия, в случае падения внешней температуры или уменьшения мощности мотора, лобовое сопротивление радиатора не повышается, а уменьшается по сравнению с тем, которое он имеет при нормальной работе.
На фиг. 1 чертежа изображен радиатор, установленный в том месте трубы, в котором она имеет наибольшее поперечное сечение; на фиг. 2 - радиатор в трубе с удобообтекаемыми стенками; на фиг. 3 - радиатор, установленный у имеющейся готовой стенки; на фиг. 4 и 5 - продольный разрез и вид спереди радиатора с измененным, вследствие изменения положения стенок, поперечным сечением трубы; на фиг. 6 - продольный разрез радиатора с изменяющимся, при помощи перемещающихся в направлении оси заполняющих частей, поперечным сечением трубы; на фиг. 7 и 8 - средний разрез радиатора с регулировкой количества воздуха при помощи открываемых с боков разного вида отводов; на фиг. 9 - средний разрез радиатора с обхватывающими отводами, открывающимися с боков путем смещения капотов. На всех фигурах стрелка с оперением показывает направление движения об′екта, на котором установлен радиатор, а стрелки без оперения изображают возникающие во время движения потока воздуха.
Согласно фиг. 1, радиатор 1 установлен в трубе 2. Поперечное сечение этого трубопровода постепенно изменяется в направлении струи воздуха, при чем сечение у входного отверстия 3 воздуха меньше лобовой площади радиатора, так же, как и у места выхода 4 сечение трубы опять сужено. Поступающая у конца 3, приблизительно, со скоростью, равной скорости движения об′екта, струя воздуха распределяется по все расширяющейся трубе и с соответственно пониженной быстротой протекает через радиатор 1, после чего скорость ее постепенно возрастает, приблизительно, до скорости движения об′екта и покидает трубу через выходное отверстие с незначительной лишь потерей энергии потока.
Рекомендуется снабдить трубы, согласно фиг. 2, для понижения сопротивления и потерь вследствие превращения энергии в струе воздуха, стенками удобообтекаемой формы, т.-е. закруглить стенки трубы у входа воздуха и, начиная с закругления, постепенно свести их профиль, обеспечивающий плавное обтекание, в острый край выходного отверстия для того, чтобы соединение обоих воздушных течений как проходящего через трубу, так и около нее происходило, по возможности, без толчков и завихрения. Если желательно поместить установленный (согласно фиг. 2) в трубе радиатор около неподвижной стенки, например, у фюзеляжа самолета или у кожуха мотора, то эта стенка может составлять часть трубы. В таком случае получается приспособление, согласно фиг. 3, на которой цыфрою 1 обозначен радиаторный элемент, цыфрою 2 - фюзеляж самолета и цыфрою 3 - стенка трубы, имеющая удобообтекаемую форму.
Изобретение применимо для всех родов радиаторов, у которых воздух проходит через радиатор по особым воздушным каналам, безразлично, омываются ли эти каналы водою охлаждения непосредственно, или же каналы ограничены охлаждающими плоскостями, как, например, ребрами. Изобретение может найти применение и для конденсаторов тех средств передвижения, которые имеют паровые двигатели.
При формах выполнения, согласно фиг. 4, 5 и 6, количество проходящего сквозь радиатор воздуха, следовательно, и мощность его охлаждающего действия, регулируется при помощи изменения поперечного сечения трубы у места входа h и выхода к воздуха h трубу b, при чем у радиатора с прямоугольным сечением трубы, согласно фиг. 4 и 5, переставляются при помощи винтов, лежащие между неподвижными ограничивающими стенками с эластичные стенки с трубы b, между тем, как свободное сечение трубы, согласно фиг. 6, изменяется у входа и выхода перемещением заполняющих частей d и d′.
Согласно фиг. 7, поперечное сечение трубы у места входа h и места выхода h не изменяется. Если необходимо уменьшить действие радиатора, то только частью входящего в трубу b воздуха продувают радиатор, между тем, как другую часть отводят мимо радиатора наружу через боковое отверстие g, прикрываемое заслонкой i.
Согласно фиг. 8. поперечное сечение трубы также остается у места входа воздуха неизменным. С целью регулировки мощности действия радиатора опять часть входящего в трубу b воздуха обводится мимо радиатора а, но эта часть не выходит непосредственно наружу, а протекает, обходя радиатор, вдоль направляющей плоскости (стенки) с обратно в трубу b; только у другого конца этой трубы воздух попадает наружу у места k. С этой целью стенка трубы сделана эластичной и снабжена крючком s, при помощи которого она может быть выгнута, как изображено на чертеже, при чем концы ее скользят по пазам m и n.
На фиг. 9 изображена форма выполнения, при которой воздух разделяется и может быть отведен до поступления в трубу b, входное и выходное отверстия которой не изменяются. Для этого у входного отверстия для воздуха на трубе b установлена концентрическая (приблизительно) ей труба m; подобная же труба n помещена у выходного отверстия для воздуха. Если радиатор должен работать полной мощностью, то трубы m и n надвигаются на трубу b, как это изображено на фиг. 9 пунктиром. В таком положении все количество улавливаемого воздуха протекает через входное и выходное отверстия трубы b. Если охлаждение должно быть уменьшено, то трубы m и n занимают, приблизительно, положение, изображенное на фиг. 9 сплошными линиями. Поперечный разрез потока воздуха, который входит у h, увеличивается трубою m до входа в трубу b, при чем скорость его соответственно уменьшается, а часть потока отводится, так, что только часть воздуха попадает в трубу b. Через трубу n выходящему из трубы b разреженному воздуху подводится наружный воздух, который вместе с воздухом, прошедшим через радиатор, выводится наружу со скоростью, которая, приблизительно, равна скорости движущегося объекта.
1. Способ уменьшения лобового сопротивления радиаторов и т.п. частей экипажей, в частности у летательных аппаратов, характеризующийся тем, что скорость встречного воздуха, при прохождении через радиаторы и т.п. части, уменьшается, а после выхода из этих частей вновь повышается, приблизительно приобретая скорость экипажа.
2. Приспособление для осуществления указанного в п. 1 способа уменьшения лобового сопротивления радиаторов и т.п. частей экипажей, в частности у летательных аппаратов, характеризующееся применением трубы с расширенной средней частью 2 (фиг. 1), в которой помещен радиатор 1, в то время как концы 3 и 4 трубы сделаны одинакового сечения, меньшего сечения радиатора, при чем ось этой трубы совпадает приблизительно с направлением потока встречного воздуха.
3. Видоизменение охарактеризованного в п. 2 приспособления для уменьшения лобового сопротивления, отличающееся тем, что продольному сечению трубы 2 (фиг. 2) придана снаружи удобообтекаемая форма, в случае же помещения радиаторов у неподвижной стенки 2 (фиг. 3), эта стенка служит частью трубопровода.
4. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 2 и 3 приспособления, для уменьшения лобового сопротивления радиаторов, отличающееся тем, что с целью регулировки количества протекающего через радиатор воздуха, стенки трубы, например верхние и нижние стенки с трубы b, обладающей жесткими, неэластичными боковыми стенками с (фиг. 4 и 5), сделаны эластичными в направлении перпендикулярном к оси трубы.
5. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 2 и 3 приспособления для уменьшения сопротивления радиаторов, отличающееся тем, что регулировка количества протекающего через радиатор воздуха производится деталями d и d′ (фиг. 6), имеющими сообразно цели удобообтекаемую форму, каковые детали расположены в поперечных сечениях h входа и k выхода трубы b, соединены между собой и могут передвигаться в направлении оси трубы b в целях регулировки.
6. Видоизменение охарактеризованного в п.п. 2 и 3 приспособления для уменьшения лобового сопротивления радиаторов, отличающееся тем, что изменение количества протекающего через радиатор воздуха производится путем отвода части воздуха наружу, например, через сделанное в трубе b перед радиатором а отверстие g (фиг. 7), при чем отвод воздуха может производиться и через канал, который, благодаря эластичной стенке с (фиг. 8) имеет изменяемое поперечное сечение и за радиатором снова подводит трубе b воздух или отвод воздуха производится до радиатора а, а подводка нового воздуха к протекающему через радиатор воздуху - при помощи отрезов труб m, n (фиг. 9), которые, как труба b, имеют увеличивающееся от концов поперечное сечение и могут передвигаться в направлении оси трубы b.
