Chang_t2_1973ru (1014103), страница 44
Текст из файла (страница 44)
Кроуфорд 1581 выполнил экспериментальпые исследовапия при М = 6,8 иа моделях различных размеров в интервале чисел Рейнольдса от 0,12 10' до 1,5.10', вычислелвых по диаметру полусферической носовой части; Дэпиельс и Иопшхара [523 В случае полусферической носовой части вблизи точки присоединеяия наблюдается пик давления, одиако уровень зяачелив давлевия па ликам сопряжелия полусферического носка и цилипдра и яа циляцдрической части тела значительно ниже, чем па цилиндре без иглы. Результаты измерений коэффициента сопротивлелия Ньюиоеюсеам иеоссм приведепы па фиг.
43. ае рДюосньм еоасесм часнь) Коэффициент солротивлеиия Сэ рассчитывался путем иитегрировавия измеренного Г давлевия па лобовой части тупого тела. Макспмальлое ау зкачепие коаффициевта сопротивлеияя Сл, к которому НВНОЬ отлесеяы козффициелты Со, СО рассчитано по давлению за с„„, прямым скачком уплотяелия ОБ и площади лобовой части Ньюииюсыае мюорам Как видно из фиг. 43, в слу/ааЬГДМРОЧЕаеаееюаые ЕаСЮЬУ чае цилиядра с плоским торцом Сл/Саван достигает едивицы при отсутствии иглы, Ю,г однако в случае цилиндра с полусферической носовой частью зто отлошекие достигает только 0,5.
Зиачеяия Св/Свн, падают до 0,02— 0,03 пари 1/Ы) 4 в случае цилиидра с плоским торцом, яо только до 0,03 при 1/ь/ ) 6 о г 4 и з и в случае цвлипдра с полу- сферической иосовой частью. ОО !Оа 2 4 6 В !Ое 2 Яее Ф и г. 44. Влинние числа Рейпольдса на коаффнцпент сопротивления давления тел с полусферической носовой частью и выступающей иглой )58). О, Ф и г. 45. Влияние числа Маха [52). ГЛАВА ЗХ стороне иглы в соответствии с их интенсивностью и расположением относительно иглы. Дальнейшие подробности о таких схемах при малых углах атаки содержатся в работе Ханта [48[.
Результаты исследований Олбума и Ханта представлены ниже. ??ульсауии. Как отметили Мзйр [46[ и Маулл [56[, пульсирующие течения возникают при обтеяании тела с плоским торцом и с иглой. При нулевом угле атака измеренная частота пульсаций составляла около 3000 с ". С увеличением угла атаки до 5,5' частота уменыпается приблизительно до 2800 с 1 и при 13,5' пульсации прекращаются [51[. Концевой ошрыв. Присоединение отрывного течения к полусферической носовой части тела всегда происходило при нулевом угле атаки и было неустановившимся.
При использовании иглы с коническим заострением было замечено искривление области отрь|ва. Точка отрыва в процессе искривления перемещается внутри области между концом и взломом поверхности иглы. Искривление возрастает с возрастанием затупления носка [51].
Критическая длина иглы. Точное значение критической длины, соответствующей скачкообразному перемещению точки отрыва, было определено из наблюдения неоднозначной картины точения при нулевом и ненулевом углах атаки. Прк нулевом угле атаки и М = 2,5 неоднозначность течения преимущественно имеет место в интервале чисел Рейнольдса 0,1.10е ~( Вез ~( ~ 1,0 10з.
При ненулевых углах атаки яеоднозначность имеет место при Вез в — 0,28 10А; 0,55 10е и 0,85 10А. В случае 4г = 80М к нгл с плоским воском при 1М =-. 1,50 и 2,0, М = 2,5 и Вез = 0,6-10з точка отрыва с увеличением угла атаки скачкообразно перемещается с конца иглы вниз по потоку, а с уменьшением угла атаки возвращается на конец иглы. С увеличением числа Маха критическая длина медленно возрастает, а с увеличением длины иглы (при сохранении ее диаметра постоянным) критическая длина уменьшается.
С увеличением диаметра относительно тонких нгл критическая длина возрастает, а с увеличением углы атаки критическая длина иглы уменьшается [51[. Крвтическая длина, соответствующая минимальному сопротивлению, в основном является функцией числа Рейнольдса, но также зависит от числа Маха, угла атаки и от отношения диаметра иглы к диаметру носовой части тупого тела. Когдадлина иглы превосходят ее критическое значение, приблизительно равное удвоенному диаметру полусферического носка при М = 1,61 — 1,81 и Вез — — 0,3 10з, отрыв внезапно перемещается вниз по потоку вдоль иглы и не удерживается на изломе поверхности иглы.
Кроме того, когда длина иглы превосходит критическую длину, соответствующую минимальному сопротявлению, отрыв становится неустановившимся и пульсирующим с большой шстотой отрыв потока с пнгвднви кромки вдоль иглы. Такие пульсации продолжаются до тех пор, пока пограничный слой на игле остается ламинарным. 11о как только пограничный слой перед областью отрыва становится турбулентным, пульсации прекращаются.
Критическая длина, соответствующая минимальному сопротивлению, медленно уменьшается с увеличением угла атаки. При нулевом угле атаки с уменьшением диаметра иглы уменьшается также угол отрыва [48!. Игла с диском. Особенностью течения около иглы о диском является образование двух областей отрыва: перед диском, а также между диском и носовой частью тупого тела (фнг. 60). Отрыв перед диском во многом аналогичен отрыву около тела с иглой без диска, и эта область отрыва почти не зависит от формы носовой части тела нли от геометрической формы иглы за диском [51!. Измерение аэродинамических Ф н г 6О.
КаРтлнз обтенаннл харакжсрисжик тела с лолусферячесхой срезанной носовой частью н этлоа с выступам [м!. Олбум [51! намерил силы и = е', и —.— г,з; не~ = е,се. ш, моменты иа трехкоьшонентвых л = [%, лл - г,зз, весах тензометрического типа и представил измеренные значения Сн, Сь, Сл, С и положение центра давления в функции угла атаки, используя в качестве параметров затупление носовой части тела, длину иглы, число Рейнольдса и число Маха. Значения Сн даны также в функцни Ау с Иа в качестве параметра или в функции Ы с Ау в качестве параметра. Значения С, н положение центра давления представлены в функции Аг с углом атаки в качестве параметра. Наконец, значения Сн даны в функции числа Рейнольдса. Основная модель испытывалась в потоке воздуха при М = 2,5 и Вел = 0,6 10'. Исследования влияния М и Вес проводились на примере иглы с плоским носком (Ис! =- 1,5) перед телом с различными формами носовой части. Олбум виделил результаты измерений для тела с Ау — — 50% при 1Ы = 1,58 иэ остальных результатов, поскольку изменения характеристик потока в этом случае были обусловлены неоднозначной картиной отрыва потока.
Хант [48! измерил на трехкомпонентных механических весах сопротивление н подъемную силу тела с полусферическим носком и с иглой, а также двух других тел: с конической носовой частью с полууглом 19'45' н с носовой частью в виде восьмигранной пнрамиды с полууглом при вершине 20'45', но без иглм (фнг. 65). Испытания моделей этих двух форм без О 2 4 Е О 30 Ф и г. 6!. Козффициент сопротнзленнл тел с игламн различной длины, вмеющнмн плосний носов 1671. А! = 80тю О 20 40 Оз ОО ЮО дг,в Ф м г. 62.
Влнянне плавда среза носовой части ва сопротнвленпе тел с иглами различной длины. лмеющвмм плоский носов [681. а 0; М 2,5! Ве! = (0,57 В 0,0!) ° !Е . отвыв потока с пкгкднвя кгомкн мглы проводились вследствие того, что при нулевом угле атаки на игле воввикала коническая область отрыва, а также с целью сравнения с результатамн для тела с полусферической носовой частью и с иглой. Сопротивление. Олбум [51) представил данные по силе сопротивления за вычетом донного сопротивления в предположении, что статическое давление иа поверхности дна модели равно статическому давлению в набегающем потоке.
Иглы сильно уменьшают сопротивченне при нулевом угле атаки (до 81%), однако при ненулевых углах атаки уменьшение сопротивления было менее значительным и оно окааалось весьма чувствительным к изменению угла атаки. С помощью иглы можно аначнтельно уменыпить сопротивление (фиг. 61). Однако язмененне Со с изменением длины иглы в интервале 0,75 ~ ~По' ~ (2,0 довольно мало. С воарастанием угла атаки сопротивление тоже растет и при а = 10' более чем в 2 раза превосходит значение при а = 0'. Следовательно, с ростом угла атаки игла становится менее эффективным средством уменьшения сопротивления тупого тела.
На фиг. 62 приведена аависнмость Сс от Аг прн нулевом угле атаки. Как следовало ожидать, с возрастанием площади среза Со также возрастает. Однако зто возрастание менее заметно прн наличии иглы: Св воарастает только при Аг ) 60% н почти постоянно при Аг ~ 60%. Число Рейнольдса, так же, как и число Маха, слабо влияет па Св при ненулевых углах атаки, хотя при малых углах атаки и неболыпом числе Маха Св довольно велико по сравнению со случаем ббльшего числа Маха (фиг.
63, 64). Игла также уменыпает измеренное донное давление модели при гиперзвуковых скоростях (54]. Измененяе Ср в случае игл с плоским носком и в случае игл с острым носком аналогично. Хант М8) оксперимептально определил Ср и ввел поправку к измеренному значению, уменьшающую силу сопротивления на величину, которая соответствует предположению о равенстве донного давления за моделью статическому давлению в набегающем потоке, как это сделал Олбум. При ламинарном пограничном слое перед отрывом, нулевом угле атаки и диаметре иглы, равном 0,2 диаметра носовой части, сопротивление уменьшалось па 50%.
При относительном диаметре 0,133 сопротивление уменьшалось на 48%, а при относительном диаметре 0,067--на 43%. Причина такого иаменевия Ср заключается в том, что окончательное значение угла отрыва пограничного слоя уменьшается с увеличением диаметра иглы. Пример изменения Св с изменением длины и диаметра иглы при угле. атаки 5' показан на фиг. 65. Влияние больших значений отношения диаметра иглы к диаметру цилиндрической части тела уменьшается с увеличением и 2 4 л 6 ю ле Ф и г. 63.
Влияние числа Реивольдса ва сопротнелевие тел, имеющих иглу с плоским воском 15т). гй 1,а; лг = 4%. м =- т.а. 04 0 Я и б 6 ГП Ф и г. 64. Влияние числа Маха на сопротнеленяе тел,кмеюптях иглу с плоским носком ~5Ц. ттл ММ АГ = с%. 2 З,а гф Ф п г. 65. Влияние диаметра и длины иглы на сопротивление ~481. попгтгол ееа тренин аглм 1о; кее 1 — полная данна волн, 2а — дпапегр нпдвндрвчеаноа чаете пгнн, Š— дване р ноаопаа чое в тепе. гг 1,0 о,в Фиг.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
