Аэродинамика и динамика полета (Байдаков В.Б., Клумов А.С., 1979 - Аэродинамика и динамика полета), страница 7

ловит и температура в првзелгиом слое подперяшны суточиым и сешииым иолебаииям. Тропосфера является своеобразмой «фабри- 66 кой погоды Над тропогферой до высоты примерно 40 км простяр ° сгся тололная шрагосферш Температтра в стратосфере практически не зависит от высоты и слабо подворжеяа сезонным колебанним В поляряы» з гмеренных широтах среднян температура стр'т ратосфоры ко.

сблется я пределах от — 65 до — 65 С. В тропвче. е ' — 75 о скг!» а!крота» сгратосфера холоднее. ее температура от — 5 до — 85" С Постоянства вязких течператур н стратосфере абъясяястсгг ее теплоизолнрова шостыа от аемной поверхности Так как в тропич скнх широтна~ нысота тропосфгры больше, гем в пояярчых, та темнератхра стратосферы в траднгескях шпротах ниже Стратосфера отделена от тропосфсры тонким переходныч слоелг — «ропопахзой Наз стрзтосферой расположена чезосфера. Она простнрашся до высоты 80 км Вследсгвзе ноглошгпня солясчнаго изпчшшя а меюсфсре наш настен рост тсмперагхры с вмсатой. В верюпгх слоях атмосферы (более )00 км) возлух настолько раз.

ежен, что его гже нелшя считать сплошной средой, так каь средн данна свободного пробега молекхл станонктся сравнивай с Р гзмерами летательного аппарата () а нысотс гбб кч средняя .г. на свободного пробега порязка )О см, а на высоте 200 км — длнаа своболнаго пробе~а равна 300 м ) При таких зелияннах дл ням сво. бгжного пробега теряют смысл пояятня дав.гение, плотность, гсмпсратх ра, ввсденные кан напрасною ческне параметры, характсриагюшне состояние газа, как сплошной среды. Вследствие силыюй разреженности атмосферм на большях высотах преоблалают заряжениыс шгтнды высакнт знсргнй, захеа генные магивтным полем Зсча!~ !.4.2.

Стаипартмая атмосфера В связи с несгабкльиосгью характеристик пзжних слоев окрУ- жаюшей пзс атмосферы (давления, плотности, томперат)ры и т и\ межд)народным соглашензем прнннта условная ззвпсимость давленая, зениератрры и других параметров воздуха от высоты. Эгз зависимость иазывзетсн межд)народной стандартной атмосфеРгй Зван чзвнсвнасгь течператхры от высоты (одииаковхю хля всех широт и всех иремеа года) н задавшись велнчяиой давления и плотности воззххн на среднем >ровне моря, можно по барометРггесков форм ле подсчггтать зависимость давления и плотинам' от высоты По закаспию, плотности и температуре можно гюдсчитат- св талыгые параметры воздхха (скорость внука, вязкость н г и ) В междхнароднай стандартной атмосфере за нхлевую высоту принят средний грозевь коря Исходяые параметры, принятые в Р~с~е~ах стандартной атмосферы — ускорение свободиога падемн», завление, течперат .Ра н гшотнасть всадуха и ° уровне моря.

Их численные значеняя равчы а з *. л чвот и)'- р- го! здч й з=!.хха х !» у-заз,шк гр Зависимость теиператтры ш высоты, прииятаи в чсжлтиарозиой ставдартиой атмосфере, характерозустся слелуююич оораэамс Вмсо а нзд ур ае р, и Т» ээ э К О 266.16 11 216 65 20 216 65 32 '226 6. Как следует пз этш лаиаых, темпсратурз стаидартиой атмосферы з приземиыт слоях падает с ростом выготм иа б,б' ка яаждмй километр до высоты у! кч В диапазже высот от !! до 20 ктг температура остаатгя постояииой и раииой — бб,б'С. При дальпеишем ргмте высоты тгмяература стаидартиой атмосферы исзаачительно возрастает.

В зэродииамичесивх расчетач часто бывает улабио пользовашся величиной отиосятельной плотиости Л. Эта безразмеризя вели гяиа равна отиоюеаиго плотности возж ха иа высоте уг к плотиасгя возубтз ва уровис моря. Д.=ол'ГЬ. Сиорость звука для воздуха в сгаилартвой атмосфере падсчвтывагтся ва формуле ап .= 20,4 уКТ„м'с, ГДЕ Тл — 1ЕМаЕРатУРа В КЕЛЬВИИат Иэ ВЫСОТЕ Н ИаД УРОВНЕМ МОРЯ.

Так как тезгггература падает с высотой, то и скорость звука пал.г. ет с рос~ом высоты в приаемиых слоях атмосферы Заая скотост . звука плошость и гисло йт полета иа даизай высоте, мажгю вычистишь скоростиой иазигр 2 2 Зависимости скоросшг латка в отзосительиой платиосш от зысатм стандартной атмосферы пряведеиы в табл. ! ! Из табл !.! слефгт. что плотиость воздтха быстро пзтасг с ростом высоты Па высоте !О км ялатиость поэлтш в три раза г,л„„„г г меиьше, чем иа уровне моря, — а иа высоте 25 ьи — в тритэ пои с~горестью с ростом высоты зв 0 5 10 13 20 25 6,601 0.337 0,169 0,0736 О,ЯЗ 51О,З 320, 5 299,6 295,1 295,1 295, 1 скормшгой иапор падает во столько же раз, во скодько падаег отиосительиая плотиость воздуха Поэтому поле~ы летательных аппаратов иа больших высотах могу~ совершзться только с большими сьоростя ги.

Паелеиие также быстро падает с р сгом высоты яад уров- нем моря Тпк, нзврнмер, яа высоте 10 км дав»ение равго 198 мм рг ст.. а на высоте 25 км — всего лвшь 19 мм рт ст Такое завленнс кхювск переносить ис комет, п атому кабаны ньюотных летательных аппаратов шалям быть абсолютчо герметичным| Подробные таблнюя параметров стандартной атмосферы с ни тервалои высот 50 ~ нрнволятсн в специальной литературе (ГОСТ 4401-73 Станлартнан атмосфера Параметры).

Глава 2 ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ ДВИЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И ГАЗОВ ЭЛЕМЕНТЫ ГАЗОВОЙ ДИНАМИКИ В гл. 1 была рассмотрены свойства поковшнхся газов и выведены,, р р, > ш л. я ~вся та юв В >гасгагггцггг гаазе бхдхг зассяотрсяы заковы, которым >гмшпягогся двнж>ш>кся газы, н выведены сравнения для нахождення осяовиых параметров двнжеиая газон.

В основу положены слелх>ошне лоп шс*вик Двпжснне ~ата бхде г с штата стацпонариыч, т, с вс.гавишпцим явно от времсчн Песжяяаечый гач бхдсм |взывать жалкостью В жндкостя все возмгшснив раснрострапюотся м вовс >но, т е с бссконе ягой скоростью (В сжаиаечоч саве малые во>мушени» распространи>атея со скоростью ш>иа.) Лниняин тока бхдеи называть траектории малых настая, т е . няни в каждоа точке которых вектор скорости направлен по касательной Заика>тая поверхность, образованная лнпнячи тока, нззынаетсн трубкой тока По определенно тртбка тока через свою поверхность жидкостьне драп екает !р>бка тока содержит ннутри жилксють, переисша>ош>ю. са зквныстаптг>о сс поверхпостн. Жидкость ипн газ рвгсхгатр~гва. ются как сплошаая двнжуагзяся среда, заполняюшая асс нрострая. скво Жидкость сшпается ндгальнай, т е козффициент вязкостя равен и>лю Перейдем к выводу >равнешИ дняжсная т >.

крдвиаиик лвижкння жидкости с мАлыми скоростями рассмотрим секундный расхот жалкости, протекаюп>ей герез лва г'ормалыгых сечены» 5, н 5з провзвольной трубки тока (рис 21) По опредшшняю трхбкв юка, бокован поверхность жидкости не ггропускает Следоваттшьяа, исходя нз заиона сохраяспия пас'ы н аепрорымвостп сплошной среды, можно записать Н)гз5> й(гз5з яля (гг5г — )гз5з, (2. П "ге 15 и р,— соответственно скорое~и, нормальные сечешям Из 'ооткошеиия 121) следует важный вывод, скоростп вотака н не- а'пмаемой жидкости обратно пропорциаг'альпы площадям се>е- Ш т нвй трубки тока Это означает, что прн сул енин трубки скорость пошка возрастает, при расширении -- падает Сфоряулнруе» заков сохраие- нин эяергии дла жидкости, дану, жтшейся вдоль ".рубки токз Рассмотрим для этого сумму механических энергий жидкости н сечениях 1 и П Расходы массы жнлкости в единицу времени через сечении 1 н П булут равны нежлу собой.

еУгу,=-сгУзбз=ю. Кинетическая энергчя ча сы лт, д жтшейся со скоростью )гг, в ссчеяин 1 бу.ыт равна пгУР12. диалогично кинетическая эие гнн ои же массы ш, внимушейся со скоростью Ут, и сечении П равна гп)т,т)2 Потеяпиальиан энергия давления числеана равна работх совершаемой сила си давления па пути, пройденном аа свинину времени Патеншгальг~ая энергия давленая н сечении 1 равна Р15, У, а в се ~енин П аин равна ртузуз )гж У1 и У» — пут», пройденные н единицу времени и ~недавно равные скоростям) Посколькт сумма механических энергий жидкости в се ~ения 1 равна сунне нехзническнх энергий жидкости в се юнни 11, чожно записать ' +РФгуз= +Р252Уз. 2 2 )2.

2 Так как ш=ебгуг=ебзУз, )2. З) то, подставив в (22) ннссто ш выражетня 12 3), получим Сл,У,Уз , Елзузр-" — + Р Бз)'г=. — — -+ ЯБзУт, 2 2 ет'з ) 1ет'зз нлн Бгу~ (,— '+Р,)=Бзуз,т — '+Рз'. 'уак как 52Уз=бзуз. е~ 1 еу) то — +Рг =- — +Рз. 12. 4) 2 2 Это важнейшее сравнение, выражаюшее закон сахрангння гстаннческой энергии, называсжя уравнением Берн)тали для нес» иыасчой невязкой жидкости Иэ трзввеиин Ьерш лви след) ет, что егли влоль трубки тг ха ет'з т кпнетнческан энергии ) ††) л нлкости твелнчивается, то посевая. 2 ! альиая»каргин рна столько тка)ыеньшается, т е тан, де скорост~ возрастает, давление г неиьшаетсн, а а». где скорость уменьшается, ланлеиие возрастает Уравнение )2Я) мы вывели для двух произвольных нормальны» сечений трубки тока Птедователь го, можно записать Š— — 'р=сопа1, или — — +р=рэ г'2.