Нелинейная теория крыла и ее приложения (Аубакиров Т.О., Белоцерковский С.М., Желанников А.И., 1997 - Нелинейная теория крыла и ее приложения), страница 16

Кроме того, отпадает необходимость выстраивания носовой пелены. В остальном расчет аналогичен изложенному выше. гневе б. Исследование обтекания нггсфиля с пекенизациеи 107 расчет еще более упрощается в случае безпгрывного обтекания про<ггггггя с закрылком (см. рис. 1.5, а). "1акое течение может наблюдаться п1ги малых углах отклонения закрылка нли при наличии специальных конструктивных мер, затягнвакгщих отрыв потока (наличие профилирггваииой щели, управление пограничным слоем и т. п.).

В агом случае сиободпыс вихри сходят линн, с задней кромки закрылка и, сворачиваясь, образуют начальный вихрь аналогично тому, как эго получас кя па пластине (см. рнс, 4.1). При решении этой нестацнонарной задачи усновпс г 1аплыгггна — Жуковского выполняется только на задней кромке закрылки. Получаемое при агом течение трактуется как нсстациоплрпос бсзотрывпое обтекание профиля с закрылком. 5,2.

Стационарные задачи Нп профиле с закрылком при сравнительно иебольпщх углах атаки и отклонения закрылка возможно предельное стационарное бсзагрывиос обтекание (см. рис. 15, а). В этом случае поток плавно огибает передние кромки профиля и закрыггка, в которых теоретически получаются бесконечные скорости и разрежения, и затем сходит с задней кромки закрылка по касательной к его поверхности. Обтеканис пс сопровождается сходом с кромок вихревых поверхностей, н гнпогеза Чапльанпа — Жуковского выполняется, как обычно, тснгько па задней кромке закрылка. Вихревая схема в щюм случае аналопщна стационарному обтскапшо профиля без механизации. Профиль и закрылок заменяются системой присоединенных вихрей с безразмерной циркуляцией 1"г, (1 < К < л).

Выполняя граничное условие о иепрагекании профиля и закрылка в ряде контрольных точек и гипог'езу '1аплыгниа — Жуковского на задней кромке механизации, получаем систему линейных алгебраических уравнений вида (3.18) для определения циркуяярных присоединенных вихрей. По найденным г пгркуляцням присоединенных вихрей с помощью теоремы Н. Е. Жуковского „в малом" опредегппотся бсзразыерггыс аэродинамические нагрузки на профиле н закрылхе, а по шгм — безрагмсрш,гс аэродинамические коэффициенты.

Ращеп оголои. ПЛОСКИЕ И ОСЕСИММЕТРИЧНЫЕ эАДАЧИ Эффективным средсгвом борьбы со срывом иогока иа передней кромке профиля с механизацией является отклонение воска профиля иа углы Ьк. обссисчииаюгцис ири дашилх углах атаки и стклоиеиия мсхаиизшгии безуушриый вход потока иа церсдицяо кромку. 1асслютрим ислипсйиую иостаиовку ягдачи о безудариом изиде потока ин профильь с огклгя ~сивой лгехаш гшцией.

Пусть профиль с закрылком, отклоиеииьш иа угол он, обтекается стационарным потоком со скоростью 14 иод углом атаки гх. Заменим профиль и мехаиизацию систелюй црисоедиисивых дискретных вихрей пиалопиию тому, как ш"и деластея и обычной стпцишшриой задаче. 11ровсдя рассуждения, аинлогичиьш изложенным в и. 3.2 главлл 3, ирпдсм к снстсме урависиий вида (3.27) для определения угла атаки и других характеристик, соогнстствукяцих безударному входу потока ца иерсдшою кромку ирофиля с механизацией ири зндаииых параметрах механизации и деформации носка.

При этом для плоского ирог1>вля с огклоиеииыл1 носком и закрылком оо на носке, Бт = 0 ив профиле, бз иа закрьшке. 53. Нествциоиариьге азродииимичеекие характеристики ири бсзотрьииигм и отрывном вбтскаиии закрылка Бглли рзссчиташл сиутиыс следы к аэродинамические характеристики тонкого профиля — власгииы с закрылком при бсзьч рыбном и отрьи~иолз обтекании закрылка.

Г1рофвль с закргалком замсиялся 20 днскретпыми вихрями (л = 20). 10аг ио безразмерному врсисшч при решении иестациоцариых задач составлял глт= 0,05. Во всех случаях рассматривался такой заков движения, когда профиль с огклоисииым закрылком вцезапио исреходиз от сосгояпня покоя к движению с иостояпвой скоросьзио К„п, слсдовательио, скоргк:ть поступ ггсльиого движения описьшастся зависимостью (4.1).

Раздел второй. ПЛОСКИЕ И ОСЕСИМУЕТРИЧНЫЕ ЗЯДЯЧИ и Рис. 5.3. Поле скоростей (т = 6) при отрывном обтекании закрьи|ка ~ии0; Ь =0,275; Ь =45*) С хв Ртгг. 5,4. Характеристики пластины с закрыл ком (а=о: о„=0,275) ири отрывном обтекании закрылки (ба=45, 90 ) На рис. 5.4 показаны зависимости ев(т) н х0(т) ири отрывном обтекании закрылка. Как видно, ио окончшиш формирования заиикнутогт области зги характеристики выходят на некоторые прсдсльныс значения и в дальнейшем по 'г практически ие ызмситиотся. т1елт меньше угол о з, тем быстрее (по т ) азродинамическис характеристики прыиплыиогсвои предельные значения.

Ирн бз =90 ивпболсе четковыражен колебательаьй характер переходного процссса. Отрыв знатока с закрыл ка суп гсствеино сиижаот его эффективность. Это показывает сравнение на рис. 5.5 распределения безразмерных иа- рива 5. Исолелоеашп обтекания проФиля о иехаииаециее О 50 700 Ов Г'вс. 5'.5. Нагрузки на профиле с закрылком (и=О'. Аз=0,275; 6„=45') при Осзотрывном (штриховая линия) и огрьнвкиг (сплошная линия) оогскании закрылки гтгс. 5.6. КоэФфициент с„иргн1няя с закрьн1ком (гх=О; Ь,=О.2751 Отрыя- нос обтекание закрылки — сплошная линия; Осзотрывнос: ил риховая лшшя— нелинсанаи теории,штрих-пунктнр— линсапая; точки †экспериме грузок ~ф(Х) прн безотрывпом обтекании и при наличии отрыва с закрьглка. Прп огрывном обтекании закрылка значительно умепыпается аэродинамическая нагрузка не только на закрылке, по и иа профиле, особенно вблизи излома.

Бысгрый выход зависимостей сп (т) на средпис предельные значения при отрывном обтекании закрылка (см. рис. 5.4) упрощает определение пределгипих характеристик профиля с закрылком при различных значениях о . На рпс. 5.б показана полученная расчетом зависимость сгг(Оз) пРп 15 ~ба ~150 длЯ а=О, атакже РезУльтаты Расчета по линейной теории [231 и по нелинейной стационарной теории при безотрывном обтекании закрылка. Данные линейной теории существенно расходятся с данными нелинейной теории прн болыпих бз* а последние в несколько раз превосходят значения, полученные прп наличии отрыва с закрьглка во всем рассмотренном диапазоне оз. Результаты расчета па рис. 5.6 српвиниаготся с экспериментальными данными, получшппимн Е.

Г. Петровым на топкой пластине с за- Раздал отарой. ПЛОСКИЕ И ОСЕСИММЕТРИЧНЫЕ 3Л)?АЧИ крылком в аародашамичсской трубе малых скорос.гсй. Для обссиечення плоского тсчсния нластииа консчиого размаха в труб« уста1анлниалась мсжду двумя всртикальиглми стснкамн с нсбольишм зазором. Если ири малых о, <)О зксисримснт лучше согласуется с бсзагрыингими то«раями, то ири больишх Ьз ои ближс к расчетным данным нолучсниым на «сноис отрывной мололи обтекания закрылки 5.4. Отрьнигое обтекание пластины с закрылком Отрыва«С обтскшигс пластины с закрылком исслсдоиалось ио схс.

мс со сходом носовой ислсны спободигах вихрсй со иссх кромок и нзло моги йч рмироишшс сиугиого слсда нрн огрьаюм обтскании влас питы с мсхаиизацисй изу нигось ни нримсрс конфигурации, прил«денной на рис. 1.7. Расчеты показали, что и случнс нали иш носовой полоны в начальный момент (т <!) слсд за закрылком сходен со случаем огрлига патока только с закрылки. Рис. 5?. ! Толи скаростс» при «хрипя«я об1 скяьча ллхсппгм с яжрьнк«ч (и=30; ГН вЂ” -И, 75; 6,=45: т=и 3) радлал агераа Луваа4Е И ОСЕСЯЯЕтрИЧНЦЕ ЗМЛЧИ Рне. 5Л. Спунннра след ан пален~нов с аакрмлком (- '' =- а-30"; Ь,н0,275: Ьн —.45 ) и гплрологкс Сн Рпс.

552 Хар~ктнрнспюкп нрофнлн с аакрьипсон нрп отрывном оГнаканнп (ан50; Ь;-0,275; ба — 45 ) б 70 ! 1ри отрывном обтекании профиля с отклоненным закрылком аэродинамическая нагрузка иа профиле изменяется во времеви качественно так же, как на недеформироваииой наастинс (см. рис. 4.8). В частности, наблкща~отся характерные „,полочки" нагрузки. На рис. 5.9 показаны сп (т) и Хй (т) для случая, когда имеется ог- рывииазакрылке,ивноске профиля (ге=30 . Ь =0.275.

Ьа =45 ). Колебательный характер следа обусловливает и колебательное измс- Глава д Исследование обтвивния профиля с мвланизанивй ганне по т характерисгиксл и хл, причем амилитудаи период колебьчнгй оказываются больше, чем на пластине без механизации (см. рис. й б). Коэффициент сн колеблется около значегн1я, близкого к 2, а хй около 0,5 (см. рис. 5.9), 5.5.

Исследование эффективности механизации ( 'онременные летательные аппараты имеют механизацию крыла н пргшни управления, использование которых в полете во многих слуньчх сопровождается отрывом потока с острых кромок и изломов, При :л ом. как показывает опыт, сущесгвеииое значение может иметь иалнч не щелей, физическая сущность влияния которых на тонких крыльях с стоит в образовании дополнительных вихревых поверхностей ири иригекании жидкости через щели. Методы расчета, изложенные в атой главс.

позволяют теоретически исследовать эффективность различной механизации профиля и органов управления как на бсзстрывных, так и иа отрывных режимах обтскания. Они дают возможность анализировать влияние таких факторов. как наличие щелей, их величину, взаимное расположение щитка и нрофипя и т. д.

Проведено исследование эффективности различной механизации профиля. Рассматривалось безагрыинос и отрывное обтекание закрылки, при згом варьировались следующие парамстрьс относителыия хорда закрылка Ьз, угол его отклонения ох и угол атаки профиля сх. Изучалась эффективность щитков (интсрцсцторов) при безогрывном и отрывном обтекании тонкого профиля, а также тормозных щитков. Исследовано также влияние щсли на эффективность закрылка при отрьаиюм обтекании. Относительная хорда закрылка составляла Ьз = 0,5, а схгноситсльная ширина щели но хорде исходного крыла Л = Л/6 = 0,05 (рнс. 5.10). Сход вихревых поверхностей допускался с задней кромки крыла, исрсднсй и задней кромок закрылки.