Механика жидкости и газа. Избранное. Под общей ред. А.Н. Крайко. (1014100), страница 97
Текст из файла (страница 97)
Зубков, Л. Я. Сухаков окая 1Гл. нок, оно близко к относительной длине ближнего следа ( 1о — — 1.7). С физической точки зрения этот результат достаточно очевиден. Выделение тепла и подвод массы продуктов горения ПС происходят в некоторой окрестности диска Маха вблизи "горла" ближнего следа, что приводит к увеличению диаметра "горла" н, следовательно, к повьппению донного давления.
Представляет интерес провести сравнительные оценки эффективности разных способов вдува, рассмотренных выше, с традиционным вдувом через серию отверстий в донном срезе при их оптимальном расположении. Эти результаты представлены на рис. 6 зависимостью С„„7С„, = 711)Р,. Л~Р), где Соо — изменение донного сопротивления при оптимальном вдуве через систему отверстий в донном срезе, а С,"„донное сопротивление при разных способах вдува.
с„'.ус„', 1.00 0.75 0.50 0.25 0 0.5 1.0 Рис. 0. Сравнительная оценка эффективности разных способов вдува: ° Ы/Р = 0.37, а в17Р = 0.5, * комбинированный вдув при 1/Р = 0.8 Характер зависимости здесь полностьк> соответствует приведенным выше результатам (см. рис. 5) и показывает, что при определенных условиях вдув продуктов неполного сгорания ПС в области, расположенные на некотором расстоянии от донного среза, в 1.6 —: 2 раза эффективнее вдува через серию отверстий в донном торце (относительные расходы в обоих случаях одинаковы). Таким образом, основной вывод проведенных исследований состоит в том, что в ближнем следе есть по крайней мере две области тепломассоподвода, в которых его эффективность значительно выше, чем при использовании традиционной схемы — — тепломассоподвода с торца донной части тела вращения. Первая из них расположена вблизи донного среза, вторая -.
вблизи "горла" ближнего следа. 5. В заключительном цикле исследований получены экспериментальные данные с использованием нетрадиционных схем вдува продуктов сгорания ПС в донную область при М = 3. Этот цикл состоит из двух частей. 9.3) Тенломаееонодоод о ближнем следе тела вращения 517 В первой части экспериментально изучено обтекание модели с цилиндрическим стержнем ( е1(Р = 0.75, 1/Р = 0.13 —: 0.53). Схема вдува показана на рис. 1 (модель МР-2). В качестве источника продуктов сгорания использован ПС с Ят = 25МЯж/ка Эффективность вдува определялась величиной Ьр, = Ьр7Ьро, т.е.
отнопзением прироста донного давления за счет использования вдува через радиальные отверстия к приросту донного давления, получаемого при вдуве через систему отверстий в плоскости донного среза. Состав продуктов сгорания и относительный расход в обоих случаях одинаков. Результаты сравнения эффективности этих способов вдува представлены на рис. 7. Получено, что в диапазоне )/Р = 0.15 —: 0.3 эффективность вдува через серию отверстий примерно на 30% выше, чем вдува через П25 Ар„ торец модели. При увеличении 1(Р эффект снижается и для )(Р > 0.4 1 становится меньше, чем при вдуве по "классической" схеме. Во второй части 1,00 —— экспериментально обоснована эффективность комбинированного способа тепломассоподвода в ближнем следе. Конструктивная реализация способа 1/О показана на рис.
2 (модель МР-б). 0,75 Вдув продуктов сгорания проводился по длине ближнего следа через тор Рис. 7, Сравнительная оценцы 'ступенчатой" конструкции, пред- ка эффективности влува по схеставляющей собой набор цилиндров ме МР-2 (47Р = 0.75) и черазных диаметров, пристыкованных рез серию отверстий при их торцами друг к другу. Анализ воз- оптимальном расположениилля можных эффектов, получаемых при М = 3: С = 0.4% (1), 0.56% (2) вдуве продуктов сгорания по такой схеме, показывает, что их воздействие распространяется не только на слой смешения оторвавшегося пограничного слоя, но и на область сжатия вблизи "горла" ближнего следа.. Экспериментально подтверждено, что применение указанной схемы тепломассоподвода приводит к полному исчезновению донного сопротивления.
Таким образом, проведенные исследования показали, что существуют резервы (как в схемно-конструктивных решениях., так и в энергетических ресурсах применяемых топлив), значительно повышающие эффективность традиционных способов снижения донного сопротивления. Получено также, что: 1) вдув продуктов сгорания вблизи донного торца тела вращения под углом к набегающему потоку эффективнее традиционных схем снижения донного сопротивления, таких как вдув через единичное круглое отверстие либо через серию отверстий, расположенных на донном срезе модели; 518 А.И.
Глаголее, А.И. Вубкое, Л.Я. Сухановская 2) вдув продуктов сгорания в разные области ближнего следа приводит к более значительному снижению донного сопротивления по сравнению с традиционными способами. Наибольший эффект достигается за счет тепломассоподвода вблизи области присоединения оторвавшегося пограничного слоя "горла" ближнего следа.
Воздействия тепломассоподвода в этих случаях приблизительно одинаковы и приводят к повышению донного давления практически до статического давления в потоке; 3) максимальное снижение донного сопротивления достигнуто при использовании комбинированного ("ступенчатого") вдува по длине ближнего следа. Литература 1. Глаголее А.И., Зубков А.И., Третьяков П.К. Влияние тепвомассоподвода на донное сопротивление тел врашения при сверхзвуковом обтекании П Изв. РАН.
МЖГ. 1995. № 3. С. 183. 2. Глаголев А.И., Гаранин А.Ф., Зубков А.И., Третьяков П.К. Влияние тепло- и массоподвода на донное давление тел врашения прн сверхзвуковых скоростях П ФГВ. 1996. Т. 32. № 3. С. 107 — 112. 3. С!або!еь А.Е., Сатапт А.Рэ Кгаэпеь У Бэ Тге1уайои Р. К. Сон!го! Ьу 1Ье Ьаве дга8 кИЬ ЕЬе гаесЬод цзш8 ЕЬе с!эапбе оЕЕЬе Ьцгшвб вове роыйоп Ео СЬс Ьоду Ьаве П Ргос. оЕ !Ьс 1пссгв. СопЕ. оЕ СЬе МеСЬодз оЕ АогорЬусйса! НевегсЬ.
Ыочоз!Гйгзй, БерсепэЬег 2-6, 1996. Рс 2. Р. 76 .79. 4. Бартльме Ф. Газодннамнка горения. Мл Энергонздат, 1981. 5. Баев В.К., Головинев В.И., Трегпьяков П.К. и др. Горение в сверхзвуковом потоке.Новосибирск:Наука, 1984. 6. Шадов К.К., Чиз Я.Ялс. Экспериментальное исследование уменьшения донного сопротивления при комбинированном поперечном н осевом вдуве П Ракет.
техника и космонавтиха. 1978. Т. 16. № 10. 7. Аэродиналнтеские установки Института механики МГУ. Мл Иэд-во МГУ, 1985. С. 3-12. 8. Бондаренко Р.М. Исследование донного давления за осесимметричными телами при сверхзвуковых и гиперзвуковьтх скоростях П Труды ЦАГИ. 1986. Вып. 2295. 9. Исследование течений за донным срезом тел, обтекаемых потоком газа (Е!о материалам иностранной печати за 1967 — 1972 гг.) П Обзор ОНТИ ЦАГИ.
1974. № 452. С. 125 — 128. 10. Глотов Г.Ф., Паерухин Г.Н. Исследование срывного течения за осеснмметрнчным уступом с центральным стержнем П Учон. зыь ЦАГИ. 1974. Т. 5. № 2. С. 143 150. 11. Шелухин Н.Н. Исследование характеристик недорасшнренной струи П Учен. зап. ЦАГИ. 1995. Т. 26. № 1 2. С. 79 87.
Николай Михайлович Белянин Н.М. Белянин родился 12 декабря 1932 г. В 1950 г. поступил в на Аэро-механический факультет Московского физико-технического института (МчФТИ), который закончил в 1956 г. Кандидат технических наук (1961 г.), старший научный сотрудник (1968 г.). В настоящее время - ведущий научный сотрудник Центрального института авиационного моторостроения (ЦИАМ) им.
П.И. Баранова. Основные научные направления: пограничный слой, генераторы низкотемпературной плазмы, теплообмен, оптимальные по тепловому потоку головные части. Награжден премией им. профессора Н.Е. Жуковского (1970г.). Глава 10.1 ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФОРМЫ ТЕЛА С МИНИМАЛЬНЫМ ТЕПЛОВЫМ ПОТОКОМ ПРИ ЛАМИНАРНОМ РЕЖИМЕ ТЕЧЕНИЯ В ПОГРАНИЧНОМ СЛОЕ э) Н. и. Бе.аднин Точное решение задачи об определении оптимальной формы тела, при обтекании которого потоком газа с большой сверхзвуковой скоростью полный тепловой поток будет минимальным, связано как с вычислительными, так и с принципиальными трудностями.
Поэтому в настоящее время широко используется обратный метод, основанный на сравнении тепловых потоков для разных тел заданной формы [1, 2]. Результаты таких расчетов не могут заменить решение вариационной задачи. Поэтому представляется целесообразным рассмотреть вариационную задачу об определении формы тела с минимальным тепловым потоком, используя приближенную формулу Ньютона для нахождения газодинамических парамотрОв на границе пограничного слоя. Такой подход использовался для нахождения формы тела минимального сопротивления в идеальном газе [3 — 5) и с учетом силы трения [б], а также для определения формы тонкого плоского профиля с минимальным тепловым потоком при заданных аэродинамических характеристиках [7].
1. Рассмотрим обтекание плоского симметричного или осесимметричного тела под нулевым углом атаки в случае, когда температура стенки постоянна, пограничный слой ламинарный н влиянием излучения можно пренебречь. Пусть х и р — прямоугольные координаты,причем ось т в плоском случае лежит в плоскости симметрии, а в осесиммстричном .- совпадает с осью симметрии. Начало координат совмещено с передней точкой, уравнение образующей тела имеет виц и = т[р), длина и половина толщины [в плоском случае) или радиус конечного сечения [в осесимметричном) заданы и равны соответственно тз и уз, Введем еще криволинейные координаты з и тч *) Изв. АН СССР. МяКГ.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
