Аэродинамическая интерференция
Аэродинами́ческая интерфере́нция (от лат. inter – взаимно, между собой и ferio – ударяю, поражаю), аэродинамическое взаимодействие между элементами летательного аппарата (фюзеляжа, крыла, оперения и рулей). Мерой аэродинамической интерференции служит изменение аэродинамических характеристик элемента летательного аппарата или объекта по сравнению с характеристиками изолированного элемента или объекта. В большинстве случаев аэродинамическая интерференция является неблагоприятной и приводит к возрастанию аэродинамического сопротивления (эту часть сопротивления обычно называют сопротивлением интерференции). При сверхзвуковых скоростях полёта возможно и благоприятное влияние аэродинамической интерференции, например у биплана Буземана, у самолёта схемы «высокоплан» и в некоторых других случаях.
Знание аэродинамических свойств изолированных элементов летательного аппарата и интерференционных поправок позволяет рассчитать аэродинамические характеристики полной конфигурации и выбрать исходя из каких-либо критериев оптимальное расположение элементов. Если возмущения, вносимые конфигурацией в поток газа, малы и выполняются условия линеаризации уравнений движения, то общая проблема аэродинамической интерференции распадается на ряд самостоятельных задач и каждый отдельный вид аэродинамической интерференции может быть исследован независимо от других.
В зависимости от типа рассматриваемых элементов выделяют следующие основные виды аэродинамической интерференции: взаимодействие несущих поверхностей, взаимодействие крыла и фюзеляжа, взаимодействие двигательной установки и несущих поверхностей, а также влияние поверхности земли, свободной поверхности и стенок аэродинамической трубы.
При определённых условиях аэродинамическая интерференция может быть однонаправленной. Например, при сверхзвуковых скоростях полёта имеет место интерференционное воздействие крыла или фюзеляжа на хвостовое оперение, но отсутствует влияние хвостового оперения на крыло и фюзеляж, т. к. в этом случае возмущения не могут распространяться вверх по потоку. Если влияние одного из элементов комбинации значительно меньше влияния другого элемента (например, воздействие хвостового оперения на крыло или фюзеляж при дозвуковых скоростях полёта или воздействие крыла на воздушный винт являются малыми), то в первом приближении аэродинамическая интерференция оказывается однонаправленной.
При сильном взаимном влиянии, которое проявляется в основном в месте сочленения пересекающихся элементов, таких как крыло и фюзеляж, разделить интерференционные воздействия крыла на фюзеляж и фюзеляжа на крыло и свести исследование аэродинамической интерференции к изучению её отдельных сторон можно только для характерных конфигураций (например, для длинного фюзеляжа с узким крылом с небольшим углом стреловидности – при дозвуковых скоростях; для комбинации крыла с цилиндрическим фюзеляжем или фюзеляжа с крылом, имеющим сверхзвуковую переднюю кромку, – при сверхзвуковых скоростях). В общем случае интерференционные воздействия не разделяются и задача исследования аэродинамической интерференции сводится к определению поля течения около рассматриваемого летательного аппарата с помощью какого-либо метода численного анализа на основе уравнений Эйлера. Вследствие сильной аэродинамической интерференции крыла и фюзеляжа разработан ряд правил оптимизации формы комбинации корпуса с крылом: сверхзвуковое правило площадей, правило моментов площадей и др.
Экспериментальные исследования аэродинамической интерференции крыла и фюзеляжа впервые были проведены при больших дозвуковых скоростях Г. П. Свищёвым и в трансзвуковом диапазоне скоростей (близкая к скорости звука) американским учёным Р. Уиткомбом. Исследования позволили существенно уменьшить аэродинамическое сопротивление летательного аппарата при высоких скоростях полёта.