Смещение максимальной толщины

Смещение максимальной толщины на середину профиля несколько снижает гидродинамическое качество, но благодаря более равномерному распределению разрежения на верхней стороне крыла отдаляет момент наступления кавитации. Это явление заключается в следующем. Известно, что если при нормальном атмосферном давлении вода закипает при температуре 100° С, то при уменьшении давления точка кипения воды понижается (например, при давлении 0,024 атм вода закипает при 20° С). С возрастанием скорости вследствие разрежения на верхней поверхности крыла давление там может уменьшиться до давления насыщенного пара, при котором начинает закипать вода с образованием пузырьков пара. При этом около крыла образуется полость, заполненная парами воды — вода как бы отрывается от крыла. От латинского слова cavitas — пустота и произошло название кавитации. В первой стадии кавитации такие каверны — пустоты образуются на небольшом участке крыла, в зоне максимального разрежения , поэтому гидродинамическое качество крыла существенно не меняется. Обтекание крыла в начальной стадии кавитации носит неустановившийся характер: каверны появляются, смываются потоком воды и снова появляются. Эту стадию кавитации сопровождает шум, иногда вибрация и, главное, сильное эрозионное разрушение материала крыла. Образующиеся в точке наименьшего давления кавитационные пузырьки потоком воды перемещаются по крылу и попадают в область более высокого давления. Здесь пузырьки, заполненные парами воды и воздухом, сначала сжимаются, а затем разрушаются. В освобождающееся пространство с большой скоростью устремляется вода. Это явление носит характер гидравлического удара, при котором вследствие весьма малой площади приложения возникают большие давления (до нескольких тысяч атмосфер). В результате поверхность крыла в месте замыкания каверн подвергается сильным и частым местным гидравлическим ударам, вызывающим механическое разрушение, так называемую кавитационную эрозию.
По мере повышения скорости, т. е. дальнейшего уменьшения давления, зона кавитации увеличивается, распространяясь все шире и ближе к задней кромке.
Вторая стадия кавитации наблюдается тогда, когда вся верхняя поверхность крыла охвачена кавитацией и замыкание каверны происходит вне крыла. В этом случае разрушение каверны, а следовательно, и гидравлические удары происходят в потоке за крылом и механическое разрушение не угрожает крылу.
Во второй стадии давление на крыле остается постоянным, равным давлению насыщенных паров. Из изложенного ясно, что работа крыла в области кавитации нежелательна. В первой стадии это приводит к разрушению крыла, а во второй — к снижению эффективности. Для того чтобы избежать кавитации и обеспечить наиболее высокие качества, подводные крылья должны иметь:
1) острые входящие и выходящие кромки;
2) минимальную толщину, необходимую по условиям прочности; практически относительную толщину принимают б = 0,04-^-0,08, причем при верхнем пределе крыло получается более прочным, но в большей степени подвержено кавитации;
3) расчетный угол атаки, не превышающий 1,5—3°; ' 4) гладкую поверхность (лучше полированную).
Изображенные на рис. 66 профили крыльев разработаны с учетом этих рекомендаций.