Chang_t3_1973ru (1014104), страница 35
Текст из файла (страница 35)
Влияние вдува газа на поверхностное трение по существу такое же, как и влияние на тепловой поток [56). Как уже было указано в гл. 1 и Х1, при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях теплопередача влияет на положение отрыва и протяженность области отрыва. При охлаждении поверхности тела градиент давления увеличивается, а протяженность области отрыва уменьшается. В случае равномерно замедляющегося течения повышение температуры стенки от комнатной до точки киления может привести к сокращению длины области отрыва ламинарного слоя на 16о4 [571. Прй сверхзвуковых скоростях благодаря охлаждению модели в виде цилиндра с коническим расширением протяженность области отрыва ламинарного слоя уменьшается, а градиент давления увеличивается, что аналогично случаю меньших скоростей; эффективность конического расширения иногда возрастает [581. 225 УПРАВЛКНИВ ОТРЫВОМ ПОТОКА 2.
УПРАВЛЕНИЕ ТЕЧЕНИЕМ С ПОМОЩЬЮ ОТРЫВА В гл. 1 и Х1 упоминалось, что отрыв от передней кромки при некоторых условиях может скорее привести к увеличению эффективности, чем предотвращение отрыва. 2Л. УПРАВЛЕНИЕ ОБТЕКАНИЕМ КРЫЛА ПРИ ДоаВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ с помощьО ОтРывА Для обеспечения эффективных характеристик на крейсерском режиме при сверхзвуковой скорости применяется тонкий остроносый профиль, ко при посадке и взлете с малыми скоростями а 6 Фиг.
25. Возыожные формы щитков со свободней линней тока 1431. О О,! О,г ОД ОР аа О,в с, Ф и г. 26. Сравнение величаи Сх, полученных различными способами ~431. 18 — 0828 ГЛАВА Х1Г этот профиль невыгоден, так как подъемная сила мала, сопротивление велико, управляемость плохая и на переднюю кромку вследствие отрыва действуют переменные нагрузки.
Таким образом, для улучшения характеристик при малых скоростях желателен более толстый профиль, который мол~ет быть получен, как указано на фиг. 25. Обеспечивая отрыв на передней кромке нижней части и присоединение на передней кромке верхней части профиля, можно получить приблизительно постоянное давление на линии тока, соединяющей передние кромки обеих частей. Положительный градиент давления на верхней части профиля может стать большим, поэтому для предотвращения отрыва скругляется передняя кромка верхней части и делается щель для обеспечения энергичного вдува и присоединения потока. Такой способ управления потоком выгодно отличается от других способов увеличения подъемной силы (фиг.
26) прн одинаковых коэффициентах импульса вдуваемой струи СР— — ЧАР~/( ~ Ри А)[, где д — массовый расход вдуваемого воздуха, У~ — скорость струи, А — площадь щели. Однако при одинаковых углах атаки сравнение менее выгодно. 2.2. УПРАВЛЕНИЕ ОТРЫВНЫМ ТЕЧЕНИЕМ С ПОМОЩЬЮ СТОЯЧИХ ВИХРЕЙ Управление течением с помощью стоячих вихрей предпринимается с целью изменения установившегося потенциального течения путем иаменения площади потока. Если этот способ управления недостаточно эффективен, можно дополнительно применить другие методы, например отсасывание. Этот принцип управления потоком был применен к классическому ьрыловому профилю с острой задней кромкой, ! а недавно Ринглеб [59, 60) применил его к диффузору с внеаапным расширением (фнг. 27).
Визуальное наблюдение течения, осуществленное Фреем [61[, показало, что стоячие вихри образуются в соответствии с теорией вихрей. Стационарные стоячие вихри не Ф к Г 27. ДзффузоР являются вихрями потенциального типа, так Раскш как в диффузоре с расширением они разруреаием [69[. шаются.
Для усовершенствования такого диффузора необходимы дальнейшие исследования. По крайней мере теоретически этот тип диффузора рассматривается как возможный способ обеспечения плавного расширения потока с высокой эффективностью. Форма диффузора с вне- 227 УПРАВЛЕНИЕ ОТРЫВОМ ПОТОКА запным расширением может быть получена соответствующим конформным отобрак<ением области вне круга 1 11 ! =! В + бц!) 2, где Е, 11 — прямоугольные координаты в преобрааованной плоскости ~621. Так как для стабилизации вихрей вал<но, чтобы см -бо -40 -бо -Ю -1О О ю -зз Ф и г. 28.
Распределение давления около стоячего вихря в диффузоре с виеаапиым расширением 159], направление касательной к острию совпадало с направлением течения и так как наклон острия к стенке неэффективен, то наиболее выгодна конфигурация острия, показанная на фиг.
28. Направление касательной должно быть таким, чтобы до острия течение было безотрывнвм. Возможность создания аналогичного осесимметричного диффузора была продеаюнгтрирована Липпишем в дымовой трубе. 2.3. УПРАВЛЕНИЕ ТЕЧЕНИЕМ С ПСМОЩЬЮ ОТРЫВА ПРИ СВЕРХЗВУКОВЫХ И ГИПЕРЗВУКОВЫХ СКОРОСТЯХ В гл. 1Х был рассмотрен отрыв потока от иглы, установленной перед тупым телом при сверхзвуковых и гнперзвуковых скоростях, и упомянут ряд работ, в том числе [63 — 65!. С помощью иглы можно уменьшить донное сопротивление и тепловой поток, ~,И 228 ГЛАВА ХП если ламинарное течение не переходит в турбулентное. Такая игла может быть использована для увеличения подъемной силы и управления обтеканием путем изменения ее длины.
Для выяснения вопроса о применимости иглы на сверхзвуковом крыле Хартли [66) провел экспериментальное исследование крыла МАСА 0012 с относительной толщиной 12% при числах Маха 1,56 — 1,88 и числах Рейнольдса 2,25 )( Е и ' х 10' — 3,02 10'. На передм Ф ч Е ней кромке этого крыла быаай ом ли установлены иглы. Для сравнения с аэродинамическими характеристиками Свми (М = (,88) 0,079 0,03а свеРхзвУкового кРыла был Сь (М ((() 0,85 0,65 испытан также профиль МАСА 65-006 с относительЬмаис армии ной толщиной 6%. Благодаря иглам течение превращается в трехмерное и неосесимметричное, в то время как без игл обтекание передней кромки крыла (за исключением конца) двумерное.
Однако механизм отрыва потока от иглы, образование конической области отрыва и снижение сопротивления по существу такие же, как и при осесимметричном течении, рассмотренном в гл. 1Х. Применение игл для снижения сопротивления более тонкого крыла менее эффективно. Хотя благодаря применению игл длиной, равной десяти радиусам передней кромки, расположенных с шагом в 5% хорды, удалось снизить сопротивление на 23% по сравнению с исходным крылом, этого оказалось недостаточно по сравнению с тонким крылом, как видно из табл. 1 [66[. Однако путем соответствующей комбинации профилей, игл и средств увеличения подъемной силы, по-видимому, можно получить толстое крыло с лучшими аэродинамическими характеристиками, чем у тонкого крыла. При сверхзвуковых скоростях струя воздуха, вытекающая из вершины тупоносого тела навстречу потоку (аэродинамическая игла), приводит к образованию конической области отрыва перед телом, как перед тзертой иглой (фяг.
23). Эксперименты [67[ показами, что при малых углах атаки аэродинамическая игла вызызавт снижение сопротивления, но при больших углах атаки коническая область отрыва почти полностью исчезает и сопротивление снижается очень незначительно (фиг. 30); не наблюдается также сущзственных изменений подъемной силы н продольного момента по сравнению с телом без иглы. 229 УПРАВЛЕНИЕ ОТРЫВОМ ПОТОКА Полная температура струи была такая же, как и в невоамущенном потоке. Аэродинамическая игла вызывала увеличение теплового потока к поверхности независимо от начального охлаждения или нагревания модели, поскольку вследствие вдува воадуха расход массы в пограничном слое возрастал и происходило в О,! и о~ С,т о -ю о сг~ !о Фи г.
ЗО. Коэффициент оопротивления Ср в зависимости от и (67). е 2 1оа аатрумакс малкин» диаметр головной части; д, = тря,м, !/2; О долусФсрвческан головная часть; ф нолусФсричсская головная часть с аэродииамвчсской иглой. игла, М = Ф и г. 29. Аэродинамическая = 2,!6, а = 0' (671. ЛИТЕРАТУРА 1. Ь 1 п й 1 г е 1 й А.
%., Р ! и в е и 1 Н. С., Р 1 и в е п 1 Р. А., Арргох1ша1е Ме1Ьодв !ог Са1сп1аппц ТЬггг-йцпепв!опа! Воппйагу Ьауег Р)ом оп %!пйв, Вокпйагу Ьвугг апй р!ою Соп1го1, гй. С. чу. Ьасьшапп, Рсгцашоп Ргевв, Х. У., Уо1. 2, 196!. 2. В о 1 1 а у %., А Коп-1!пеаг %!пл ТЬеогу апд Вв Арр1гсвпоп 1о Вес!апик)аг %!пзв о( 8ша1! Аврггг Ввпо, Я. лицеи. Мопь Мсгм, 19, № 1, (РеЬ.
1939). 3. С е г в 1 е и К., )г)оп-!!пеаг А!гро!1 ТЬеогу 1ог Вес!вали!аг %!пяв гп Сошргевв1Ые Р1отг, ХА8А ВЕ 3-2-59%, ГеЬ. 1959. 4. С е г в се и К., Ж!сЫ1!пеаге Тгац(!йце1 шм Ме!пеш 8№1епгегЬа11п!в, уяц;Агсьги., 30, № 6, 431 — 452 (196!).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
