Лит.:Бондарюк М. М., Ильяшенко С. М., Прямоточные воздушно-реактивные двигатели, М., 1958.
Г. С. Скубачевский.
Рис. 2. Схема прямоточного воздушно-реактивного двигателя (ПВРД): 1 - воздух; 2 - диффузор; 3 - впрыск горючего; 4 - стабилизатор пламени; 5 - камера сгорания; 6 - сопло; 7 - истечение газов.
Рис. 1. Схема пульсирующего воздушно-реактивного двигателя (ПуВРД): 1 - воздух; 2 - горючее; 3 - клапанная решётка; 4 - форсунки; 5 - свеча; 6 - камера сгорания; 7 - выходное (реактивное) сопло.
Рис. 3. Области применения двигателей различных типов в зависимости от скорости полёта: H - высота полёта; М - число Маха; 1 - турбореактивные двигатели; 2 - турбореактивные двигатели с форсажной камерой; 3 - прямоточные воздушно-реактивные двигатели.
Воздушно-тепловой обогрев семян
Возду'шно-теплово'й обогре'в семя'н, один из приёмов подготовки семян к посеву; заключается в воздействии на семена тёплого атмосферного или искусственно подогретого воздуха (при вентиляции). В.-т. о. с. повышает пористость и воздухопроницаемость семенных оболочек, усиливает ферментативные процессы и тем самым способствует повышению энергии прорастания и всхожести семян. В весенние тёплые и сухие дни в амбарах и других зернохранилищах открывают окна и двери, а семена рассыпают тонким слоем, периодически перелопачивая их или пропуская через зерноочистительные машины. На открытых площадках в солнечные дни семена рассыпают на брезенте или дощатом настиле и перемешивают граблями.
Воздушные ванны
Возду'шные ва'нны,использование в лечебных и профилактических целях воздействия воздуха на обнажённое тело человека; один из методов аэротерапии .
Воздушные массы
Возду'шные ма'ссы,части нижнего слоя атмосферы - тропосферы , горизонтальные размеры которых соизмеримы с большими частями материков и океанов. Каждая воздушная масса обладает определённой однородностью свойств и перемещается как целое в одном из течений общей циркуляции атмосферы . При этом данная В. м. отделена от соседних пограничными зонами - фронтами (см. Фронты атмосферные ). Расчленение тропосферы на В. м. непрерывно меняется: в сложной системе воздушных течений В. м. перемещаются из одних областей Земли в другие, меняя при этом свои свойства, исчезая как индивидуальные объекты и формируясь заново.
Свойства В. м. определяются в первую очередь географическими условиями того региона, где сформировалась воздушная масса (очаг массы). Таким очагом может быть обширный район с достаточно однородной подстилающей поверхностью и с достаточно однородными влияниями её на воздух: например, площади океанов в тропических широтах, льды Арктики, массивы тайги, крупные пустыни и пр. При длительном пребывании в таком районе, например в устойчивом антициклоне, или при длительном перемещении над его поверхностью воздух приобретает свойства однородной В. м.: изменения в пространстве (горизонтальные градиенты) температуры, влажности и некоторых других метеорологических элементов становятся небольшими; облачность и осадки приобретают особенности, характерные для данной В. м. В связи с определёнными особенностями атмосферных движений (наличие сходимости, или конфлюэнции, линий тока) размытые границы между воздушными массами превращаются в резкие фронты, т. е. в узкие зоны, где горизонтальные градиенты метеорологических элементов намного больше, чем внутри В. м. Каждая В. м. является носителем определённого режима погоды, который она и переносит при своём перемещении, создавая тем самым важные непериодические изменения погоды. При перемещении воздушной массы в новый район, удалённый от её очага, свойства её меняются под влиянием изменения географической обстановки (прежде всего географической широты и характера подстилающей поверхности). Происходит трансформация воздушных масс , выражающаяся в изменении свойственных им режимов погоды.
Наиболее общим является подразделение В. м. на холодные, тёплые и местные. Холодной является масса, движущаяся в более тёплую среду, т. е. обычно в более низкие широты и на более тёплую подстилающую поверхность; её приход в тот или иной район создаёт в последнем похолодание. Тёплой является масса, перемещающаяся в более холодную среду, т. е. обычно в более высокие широты и на более холодную поверхность; её приход создаёт потепление. Местной является В. м., в течение длительного времени не меняющая существенно своего географического положения. Режим погоды в массах указанных типов существенно различен. Так, холодная масса, двигаясь на более тёплую поверхность и нагреваясь снизу, приобретает неустойчивую стратификацию (см. Стратификация атмосферы ); в ней развивается конвекция и возникают соответствующие облака с ливневыми осадками, ветер получает порывистый, турбулентный характер, видимость улучшается и пр. Тёплая масса, напротив, характеризуется устойчивой стратификацией, которая придаёт облакам специфическую форму слоистых, с соответствующими моросящими осадками, или стимулирует возникновение туманов. Местные В. м. могут обладать устойчивостью или неустойчивостью стратификации в зависимости от сезона. В. м. различаются также по географическому положению их очага. По этому признаку выделяют 4 зональных типа В. м.: арктический воздух (в Южном полушарии - антарктический воздух), массы которого формируются в наиболее высоких широтах Земли; полярный воздух (умеренный воздух), массы которого формируются во внетропических широтах, исключая самые высокие; тропический воздух, очаги формирования масс которого располагаются в тропических, отчасти в субтропических широтах; экваториальный воздух, приходящий из наиболее низких приэкваториальных широт. В каждом типе различают морской и континентальный воздух. Существуют и более детализированные географические классификации В. м. для отдельных регионов, например для территории СССР. Определены статистические характеристики В. м. для различных областей Земли. Понятие В. м. является одним из фундаментальных понятий современной климатологии и синоптической метеорологии.
Лит.:Хромов С. П., Основы синоптической метеорологии, Л., 1948; Алисов Б. П., Климатические области зарубежных стран, М., 1950.
С. П. Хромов.
Воздушные мешки
Возду'шные мешки',полости, соединённые с дыхательными путями или с пищеводом, способные наполняться воздухом, но не выполняющие функцию газообмена у большинства позвоночных животных. У бесхвостых земноводных В. м. - парные или непарные выросты в заднем отделе ротовой полости, называются голосовыми мешками. У пресмыкающихся (некоторые черепахи, ящерицы) В. м. - слепые выросты лёгких. У птиц 5 пар В. м. - брюшные, отходящие от главных бронхов и расположенные между органами брюшной полости; остальные 4 пары В. м. - внелёгочные продолжения вторичных бронхов: шейные, лежащие вдоль пищевода; ключичные, часто сливающиеся в один межключичный; передние грудные - на брюшной стороне грудной клетки; задние грудные - на спинной её стороне. Главная функция В. м. у птиц - просасывание воздуха через лёгкие, особенно во время полёта, а также терморегуляция организма и изменение удельного веса птиц при плавании и нырянии. Многие кости скелета птиц (бедро, плечо, грудина и др.) имеют полости, заполненные выростами В. м. У птиц известны и В. м., не связанные с бронхами; выросты этих (глоточно-носовых) В. м. у некоторых птиц проникают в кости черепа, под кожу и в передние конечности. У млекопитающих имеется несколько видов В. м.: 1) возникающие как парные выросты слизистой оболочки евстахиевых труб (у лошадей, ослов, зебр) и расположенные на шее, в области атланта ; 2) парные и непарные образования, возникающие в гортани и служащие для усиления звука ( голосовые мешки ); 3) отходящий от заднего расширенного конца трахеи (у самцов полосатого тюленя) или от пищевода (у самцов моржей), служит для изменения удельного веса тела; 4) у кашалота открывающийся в дыхало слепой В. м. объёмом до 1 м 3 ,куда он набирает воздух перед нырянием.
У растений В. м. - заполненные воздухом полости, возникающие вследствие расхождения слоев экзины пыльцевого зерна. В. м. характерны для пыльцы многих голосеменных, главным образом хвойных.
Г. П. Дементьв, А. Н. Дружинин, А. Н. Сладков.
Воздушные рули
Возду'шные рули',подвижные поверхности, создающие аэродинамические силу и момент , используемые для управления летательным аппаратом в полёте. В самолётах нормальной схемы ( рис. 1 ) различают: руль высоты, руль поворота, элерон (руль крена). В самолётах типа «бесхвостка» ( рис. 2 ) рули высоты заменены элевонами, расположенными на задней кромке крыла. В самолётах с изменяемой стреловидностью крыла ( рис. 3 ) элероны заменены дифференциальным управлением стабилизатора . В отличие от газового руля , В. р. предназначены для управления полётом в воздушном пространстве, когда скорости достигают сотен км/ч. В летательных аппаратах, крылья которых обладают большой подъёмной силой , действие В. р. практически сводится к управлению аэродинамическим моментом.
Рис. 3. Самолет с изменяемой стреловидностью крыла: 1 - руль поворота; 2 - стабилизатор.
Рис. 2. Самолет типа «бесхвостка»: 1 - руль поворота; 2 - элевон.
Рис. 1. Самолёт нормальной схемы: 1 - руль поворота; 2 - руль высоты; 3 - элерон.
Воздушный бассейн
Возду'шный бассе'йн,воздушное пространство в пределах территории города (посёлка, села) или промышленного предприятия (принято условно считать, что верхняя граница В. б. проходит над самым высоким местным зданием или сооружением).
В. б. является источником воздуха , необходимого для жизни человека, животных и растений, а также используемого для различных технологических процессов, систем вентиляции, отопления, транспортных средств и т.п. В связи с быстрыми темпами развития промышленности, её концентрацией на ограниченных территориях городов, ростом численности населения В. б. подвергается непрерывному загрязнению выбросами промышленных предприятий, вентиляционных и отопительных установок, а также неприятными запахами от разложения органических отбросов, сопутствующих жизнедеятельности человека и животных. Особое загрязнение В. б. создают промышленные предприятия, отопительные и энергетические установки и автомобильный транспорт. Концентрации окиси углерода от выхлопных газов автомобильного транспорта на городских дорогах нередко превышают предельно допустимые уровни.
В отдельных случаях, обусловленных плохим проветриванием В. б., вредные вещества могут накапливаться в приземных слоях воздуха, образуя ядовитый туман (смог), вызывающий массовые отравления населения (в Лондоне в 1952 смог явился причиной гибели около 4 тыс. человек и многочисленных заболеваний органов дыхания). Экономическими последствиями промышленных выбросов являются: потеря ценного сырья, гибель растительности, снижение урожайности с.-х. культур, ущерб в результате коррозии различных материалов. Освобождение В. б. от загрязнений естественным путём, т. е. под действием ветра и инверсионных воздушных потоков, зависит от климатических и метеорологических условий, рельефа местности и степени концентрации промышленности на территории населённого пункта. Оно далеко не всегда обеспечивает необходимую чистоту атмосферного воздуха. Поэтому оздоровление В. б. стало одной из важнейших задач современного градостроительства, городского и коммунального хозяйства.
В СССР придаётся огромное значение борьбе с загрязнением В. б. В городах запрещается размещать промышленные предприятия, технологические процессы которых связаны с выбросом в атмосферу вредных веществ, опасные в санитарном отношении предприятия выносятся за пределы городов. Для отопления используется в основном газообразное топливо, сжигание которого даёт наименьшую степень загрязнения В. б.; при других видах топлива применяется централизованное теплоснабжение с устройством в центральных котельных или на ТЭЦ эффективных газоочистных установок. Снижение уровня загрязнения В. б. автомобильным транспортом достигается модернизацией двигателей, их лучшей эксплуатацией, использованием высокосортных видов топлива. Радикальное решение проблемы защиты В. б. от загрязнения выхлопными газами автомобилей связано с полной электрификацией средств городского транспорта.
Оздоровление В. б. промышленных объектов осуществляется внедрением в производство более совершенного оборудования и технологии, применением в технологических процессах нетоксичных или малотоксичных материалов, герметизацией технологических агрегатов и коммуникаций, обеспечением промышленных предприятий аппаратурой и установками для газоочистки и рекуперации выбросов. Дополнительными средством является увеличение высоты дымовых труб (до 300 м) для отвода на большее расстояние выбрасываемых в атмосферу вредных газов и более эффективного рассеивания их в зоне приближения к поверхности земли. По действующим в СССР санитарным нормам, промышленные предприятия, выделяющие производственные вредности (газ, дым, копоть, пыль и др.), не допускается располагать с наветренной стороны по отношению к ближайшему жилому району. При определении всех мероприятий по борьбе с загрязнением В. б. (технологические мероприятия, очистные установки и их эффективность, высота выведения выбросов, ширина санитарно-защитной зоны и др.) исходят из того, чтобы содержание вредных веществ в воздухе насел. мест находилось на уровне, не превышающем установленных предельно допустимых концентраций. Для обеспечения этих требований органами государственного санитарного надзора созданы специальные станции по контролю за состоянием В. б. на территории городов.
Лит.:Баранов Н. В., Современное градостроительство. Главные проблемы, М., 1962; Санитарные нормы проектирования промышленных предприятий (СН 245-63), М., 1963; Баттан Л. Д., Загрязнённое небо, пер. с англ., М., 1967.
И. Ф. Ливчак.
Воздушный бой
Возду'шный бой,главный вид боевых действий истребительной авиации с целью уничтожения в воздухе вражеских самолётов и беспилотных средств нападения. В. б. зародился в период 1-й мировой войны 1914-18. Основоположниками теории и практики В. б. явились русские лётчики П. Н. Нестеров , Е. Н. Крутень, К. К. Арцеулов и др., которыми были выполнены фигуры сложного пилотажа («петля Нестерова», «вираж», «переворот», «штопор»). В. б. могут быть наступательными и оборонительными, одиночными и групповыми. Наступательный В. б. ведут экипажи самолётов истребительной и частично истребительно-бомбардировочной авиации. Ему предшествует поиск воздушной цели, который осуществляется с помощью наземных и самолётных радиотехнических средств. В. б. истребителей включает сближение с воздушной целью, одну или несколько атак и манёвр между атаками. Атака - решающий этап В. б. Она складывается из манёвра истребителя в сторону цели, прицеливания и пуска ракет (реактивных снарядов) или ведения огня из пушек. Экипажи самолётов бомбардировочной, разведывательной, военно-транспортной и вспомогательной авиации ведут вынужденные оборонительные В. б. с истребителями противника с целью самообороны. Хорошо подготовленные экипажи многоместных боевых самолётов могут не только успешно отражать атаки истребителей противника, но и сбивать их.
Во время Великой Отечественной войны 1941-45 советские лётчики проявили в В. б. высокое мастерство и исключительный героизм вплоть до самопожертвования (например, Н. Ф. Гастелло, направивший свой подбитый самолёт на колонну врага, П. С. Рябцев, С. И. Здоровцев, В. В. Талалихин, А. Н. Катрич и многие другие, применившие таран после израсходования боеприпасов).
А. Н. Рязанов.
Воздушный винт
Возду'шный винт,пропеллер, движитель, в котором радиально расположенные профилированные лопасти, вращаясь, отбрасывают воздух и тем самым создают силу тяги. В. в. состоит из втулки, расположенной на валу двигателя, и лопастей, имеющих вдоль размаха различные профили в поперечном сечении и переменный угол наклона профиля к плоскости вращения - крутку. В полёте вследствие сложения поступательной скорости, линейной скорости вращения и вызванной работой винта дополнительной скорости потока воздух набегает на каждое элементарное сечение лопасти ( рис. 1 ) под некоторым углом атаки. При этом возникающая от всех сечений всех лопастей суммарная аэродинамическая сила образует силу тяги В. в. и силу сопротивления его вращению. В зависимости от величины потребляемой мощности применяются В. в. с различным числом лопастей - двух-, трёх- и четырёхлопастные, а также соосные винты ( рис. 2 ), вращающиеся в противоположных направлениях для уменьшения потерь мощности на закручивание отбрасываемой струи воздуха. Первые В. в. имели фиксированный в полёте шаг, определяемый постоянным углом установки лопасти на условном радиусе, обычно равном 0,75 максимального. Для сохранения достаточно высокого кпд во всём диапазоне скоростей полёта и мощностей двигателя, а также для получения наименьшего лобового сопротивления В. в. при вынужденной остановке двигателя в полёте (флюгерный режим) или отрицательной тяги с целью торможения движения самолёта при посадке (реверсивный режим) стали применять В. в. изменяемого в полёте шага (ВИШ). В таких винтах лопасти поворачиваются во втулке относительно продольной оси механическим, гидравлическим или электрическим механизмом, управляемым центробежным регулятором, который поддерживает постоянным заданное число оборотов. Для увеличения тяги и кпд при малой поступательной скорости и большой мощности В. в. помещают в профилированное кольцо, в котором скорость струи в плоскости вращения больше, чем у изолированного винта, и само кольцо вследствие циркуляции скорости создаёт дополнительную тягу. Для этой же цели профилю сечения лопасти В. в. придают большую кривизну. Диаметр В. в. достигает 6-7 м. Лопасти В. в. изготавливают из дерева, дуралюмина, стали и композиционных материалов. При скоростях полёта 600-800 км/чкпд В. в. достигает соответственно 0,9-0,8. При больших скоростях под влиянием сжимаемости воздуха кпд падает. Основным способом снижения потерь мощности от сжимаемости воздуха является применение тонких профилей малой кривизны.
Идею В. в. предложил в 1475 Леонардо да Винчи, а применил его для создания тяги впервые в 1754 М. В. Ломоносов в модели прибора для метеорологических исследований. К середине 19 в. на пароходах применялись гребные винты, работающие аналогично В. в. В 20 в. В. в. стали применять на дирижаблях, самолётах, вертолётах, аэросанях, аппаратах на воздушной подушке и др. Методы аэродинамического расчёта и проектирования В. в. основаны на обширных теоретических и экспериментальных исследованиях. В 1892-1910 русский инженер-исследователь и изобретатель С. К. Джевецкий разработал теорию изолированного элемента лопасти, а в 1910-1911 русские учёные Б. Н. Юрьев и Г. Х. Сабинин развили эту теорию. В 1912-15 Н. Е. Жуковский создал вихревую теорию, дающую наглядное физическое представление о работе винта и других лопаточных устройств и устанавливающую математическую связь между силами, скоростями и геометрическими параметрами в такого рода устройствах. Значительная роль в дальнейшем развитии этой теории, её инженерных приложений и исследованиях прочности В. в. принадлежит В. П. Ветчинкину и др. Теория оптимального винта с конечным числом лопастей впервые была создана немецким учёным А. Бецем (1919) и английским учёным С. Гольдштейном (1929) и получила дальнейшее развитие в трудах советских учёных. В 1956 советским учёным Г. И. Майкопаром вихревая теория В. в. была распространена на несущий винт вертолёта.
Лит.:Жуковский Н. Е., Полн. собр. соч., т. 6, М. - Л., 1937; Ветчинкин В. П., Поляков Н. Н., Теория и расчёт воздушного гребного винта, М., 1940; Майкопар Г. И., Лепилкин А. М., Халезов Д. В., Аэродинамический расчёт винтов по лопастной теории, «Тр. Центр. аэрогидродинамического ин-та», 1940, в. 529; Александров В. Л., Воздушные винты, М., 1951; Исследования воздушных винтов, М., 1969 (Материалы к истории ЦАГИ).
Б. П. Бляхман.
Рис. 1. Профиль лопасти воздушного винта (с векторами скоростей и сил): (a- угол атаки; j - угол установки; V - поступательная скорость винта; ( wr - окружная скорость элемента лопасти; (w - вызванная винтом дополнительная скорость потока у элемента лопасти; DR - аэродинамическая сила, DP - сила тяги и DQ - сила сопротивления вращению элемента лопасти; пунктиром показана хорда профиля.
Рис. 2. Соосный воздушный винт.
Воздушный выключатель
Возду'шный выключа'тель,электрический выключатель, в котором замыкание и размыкание контактов, а также гашение электрической дуги производятся сжатым воздухом. Давление сжатого воздуха в В. в. колеблется в пределах 0,4 до 6 Мн/м 2(от 4 до 60 aт); наиболее распространённое давление 1,6-4 Мн/м 2 (16-40 ат). В. в. конструктивно состоит из 3 основных элементов: резервуара с запасом сжатого воздуха, дугогасительного устройства и электропневматического привода.
В В. в. на напряжения до 35 кв, а также в В. в. более ранних конструкций на напряжения 110 кви выше дугогасительное устройство расположено вне резервуара со сжатым воздухом и соединяется с ним изолированным воздухопроводом. Принципиальная схема такого В. в. показана на рис. 1. При отключении электромагнит 3через систему пневматических устройств открывает дутьевой клапан 2для подвода сжатого воздуха из резервуара 1по воздухопроводу 4в дугогасительную камеру 5.Сжатый воздух, воздействуя на поршни 6контактов 7, отжимает их от неподвижных контактов 8(как это условно показано на верхнем разрыве). При размыкании контактов 7и 8образуется дуга, которая гасится потоком сжатого воздуха, устремляющегося из камеры 5через отверстия (сопла) контактов 7и 8в газоотводные каналы 9,сообщающиеся с атмосферой. С небольшой задержкой по времени сжатый воздух поступает в цилиндр пневматического привода 10и, воздействуя на поршень 11, размыкает контакты 12и 13отделителя, когда дуга уже погашена. После этого клапан 2прекращает поступление сжатого воздуха, а контакты 7и 8замыкаются. При включении электромагнит 16открывает клапан 15,сжатый воздух через изоляционный воздухопровод 14поступает в цилиндр 10и, воздействуя на поршень 11, замыкает контакты отделителя.
Современный В. в. снабжают закрытым отделителем, контакты которого расположены в изоляционной оболочке, при отключении заполняемой сжатым воздухом ( рис. 2 ). С воздухонаполненными отделителями изготавливают В. в. на напряжение 110 кви выше (до 750 кв).
В В. в. на напряжение свыше 35 квдугогасительное устройство и его контакты размещаются непосредственно в резервуаре со сжатым воздухом ( рис. 3 ), который создаёт необходимую электрическую прочность между разомкнутыми контактами. При размыкании подвижных контактов 6с неподвижными 7между ними возникает дуга. Одновременно открывается клапан 10и сжатый воздух через сопла 9и газоотводный канал 12выходит из резервуара 11. Дуга потоком сжатого воздуха сдувается на дугоприёмные электроды 8и гаснет. Клапан 10закрывается и прекращает выход сжатого воздуха в атмосферу.
В одном резервуаре обычно расположены 2 последовательных разрыва, образующих в совокупности так называемый модульный дугогасящий элемент (модуль). В зависимости от конструкции и давления сжатого воздуха одним модулем можно отключать цепи при напряжениях от 110 до 250 кв. Выключатели на большие напряжения состоят из нескольких последовательно соединённых и одновременно действующих модулей. Для равномерного распределения напряжения между разрывами в отключенном положении модули шунтируют конденсаторами.
Основные преимущества В. в. - их пожаро- и взрывобезопасность, быстродействие при включении и отключении и относительная простота конструкции. Недостаток В. в. - наличие устройств для производства и хранения запасов сжатого воздуха. В СССР освоено производство В. в. на напряжение до 750 кв, которые используются обычно на мощных электрических станциях и подстанциях.
Лит.:Цейров Е. М., Воздушные выключатели высокого напряжения, М. - Л., 1957; Состояние и развитие выключающей аппаратуры переменного тока высокого напряжения, М., 1960; Афанасьев В. В., Воздушные выключатели, М. - Л., 1964; Пузырийский Г. С., Воздушные выключатели высокого напряжения, в кн.: Итоги науки и техники. Электрические машины и аппараты, М., 1966.