rezistență Wave - studopediya

Luați în considerare fluxul în jurul aerofoliei la numere Mach. În acest interval de numere care au zone de viteze supersonice locale, sigiliul de închidere sare pierderea ireversibilă a energiei mecanice care determina o rezistenta suplimentara val.

Natura fizică a rezistenței de undă. Să considerăm diagrama profilului de curgere supercritic (Fig. 8.8). Pe suprafața superioară a unui profil simetric prezintă diagrama de flux la un unghi de zero de atac, iar pe partea de jos - diagrama de presiune corespunzătoare.

Punctul de stagnare înainte a debitului. și presiunea. La o distanță de presiunea punctului de stagnare inainte scade, iar viteza fluxului crește. La punctul A, și profilul. Mai departe în aval, viteza de curgere este supersonică și continuă să crească, iar presiunea scade. Imediat înainte și să sară. Pentru șoc val devine viteza de curgere subsonică, presiune. iar atunci când se apropie de marginea posterioară a vitezei de curgere continuă isentropically până la zero, în timp ce presiunea crește cu un debit sigiliu de presiune a împiedicat saltul.

Dacă în intervalul considerat de viteze a fost posibilă doar folie isentropic (fara crampoane), presiunea din partea pupa a profilului de mai sus și ar fi la fel. unda de șoc duce la o scădere a presiunii în pupa, ceea ce duce la apariția așa-numita rezistență suplimentară, val.

Caracteristica impedanta este mai mare cu atât mai mare pierderea totală de presiune în șoc. Valoarea coeficientului de rezistență undei depinde de numărul Mach al frontului undei de șoc. Cu cât. inferior raportul dintre recuperarea totală a presiunii. t. e. pierderi mai mari și mai mare coeficient aerodinamic val.

O metodă aproximativă de determinare a rezistenței de undă. Luați în considerare profilul cu saltul la suprafața superioară (fig. 8.9). Selectăm fluxul elementar de a trece prin unda de șoc. Egal la o distanță suficient de îndepărtată din profil, cele două suprafețe de referință II și II-II.

fluxul de parametrii pe suprafața I-I -. și II-II -.

Constanței condițiilor de curgere ar trebui să fie: =. unde dy - lungime de-a lungul suprafeței elementului de comandă. Aplicând teorema unei cantități de deplasare în masa gazului cuprinsă între suprafețele de control, se obțin următoarele:

în cazul în care - impedanța caracteristică. Având în vedere ecuația de continuitate, și ținând cont de faptul că. expresie poate fi scrisă ca

Toate prelinge, nu traversează unda de șoc, și. Apoi, pentru a determina amploarea forței de rezistență de integrare poate fi realizată numai prin lungimea salt. Numărarea. Obținem. Dar din moment ce. și, de asemenea, având în vedere că. Noi primim. Deoarece. atunci. și scăderea valorii coeficientului de recuperare a presiunii totale (cu creșterea numărului Mach și intensitatea de șoc) val trageți forța se mărește.

După unele transformări putem obține o expresie pentru coeficientul profilului de undă trageți:

în care A - un coeficient constant, care depinde in general de forma profilului (pentru majoritatea profilurilor moderne A).

Formula (8.2) poate fi utilizat pentru. Rezultă că pentru o anumită scădere este posibilă prin creșterea.

Proprietățile de curgere spanwise finală

Caracteristicile aerodinamice ale spanwise finale depind atât de forma secțiunii (profil), cât și din planul în formă de aripă.

Luați în considerare o aripă perioadă finită. Rețineți că caracteristicile secțiunilor aripilor sunt diferite datorită influenței aerului revărsare prin marginea laterală a aripii. Profil, și, astfel, aripa genereaza ridica numai atunci când circulația vectorului de viteză în jurul profilului. Aceasta este, acțiunea lor poate fi înlocuit cu un sistem de profile care alcătuiesc vortexul aripa atașată. Înlocuiți vortex simplu sistem aripa - un P-on-diferit vortex legat (Fig 8.10.).

Vârtejul legat viteza de circulație a r în această problemă este definită de starea de egalitate a forței de ridicare aripa creată de vârtejul în formă de U :. t. e.

unde - distanța dintre liber vârtejurile semi-infinit, scapă din capetele aripii. Această distanță este mai mare decât lungimea aripii cu o anumită cantitate :. Puteți accepta asta.

Fiecare capăt vortex liber induce un câmp de viteză în jurul valorii de sine. profile de viteză pentru vortexul final stânga și dreapta, iar diagrama totală a vitezei prezentată în Fig. 8.10. La originea valorii centrului aripii a vitezei induse de cele două vârtejuri și în jos, poate fi determinată din ecuația Biot-Savart pentru vortex semi-infinit ca

Viteza medie a spanwise sau expresia (8.4) după integrarea obțină

Substituind valoarea de circulație din ecuația (8.3), observăm că. și să efectueze substituție (alungire Wing). Atunci când vom ajunge. și de la (8.5) rezultă că

Analiza cu formula (8.6) arată că rata de apariție a indus membrului responsabil de ridicare și aripa (aripi reale). Viteza inductiv modifică unghiul real de atac (Fig. 8.11), deoarece viteza de curgere în apropierea suprafeței aripii.

Viteza este perpendicular pe vectorul. iar rata de curgere se numește conice. Vectorul real de viteză se abate de la vectorul vitezei de curgere incident la unghiul de înclinare.

Având în vedere micimea unghiului de teșire. Având în vedere formula (8.6)

Să presupunem că aripa este fixată la un unghi față de vectorul vitezei de intrare a fluxului (reglarea unghiului de atac). Deoarece adevăratul unghi de curgere înclinare de atac egal. Cu cât alungirii aripii. curg bizoul inferioare și diferență mai mică între adevărat și unghiurile de montare de atac.

Creat de lift aripa. perpendicular pe vectorul ratei locale. componentă dă direcția vitezei de curgere incidente. Deoarece apariția acestei componente a provocat flux conic prin vârtejuri finale viteze induse, aceasta se numește forța reactanța inductivă. În conformitate cu Fig. 8.11 se poate scrie expresia pentru coeficientul de ridicare și trageți indus :.

Din cauza micimea și. În ceea ce privește expresia (8.7) pentru unghiul de înclinare al debitului, obținem

Formula (8.8) arată că reactanța inductivă datorează aspectul său pentru a forța de ridicare - obiectivul principal al aripilor - și membrele anvergura aripilor. Reactanța inductivă și coeficientul de reactanță inductivă sunt zero la zero, forța de ridicare () sau de utilizare.

Placa plană teoria debitului liniarizat

Discutat curenții de circuit de liniarizare anterior și etanșări de vid (vezi. Ch. 5) permite să rezolve problema pur și simplu un flux placă plană la unghiuri mici de atac a.

Luați în considerare curgerea în jurul o placă plană situată sub un unghi mic de incidență a vectorului vitezei de curgere din sens opus (lichid perfectă). Fluxul supersonic împotriva perturbațiilor mici a vectorului de viteză nu se aplică, astfel încât placa de plat curgere neperturbate și îi afectează împachetați suprafețele superioare și inferioare pot fi tratate în mod independent unul față de celălalt (fig. 8.12).

Curentul de linie direcționat de-a lungul suprafeței superioare experimentează o perturbație în prova în vid. și pupa - sub forma de compresie. Suprafața inferioară a ordinii opusă a secvenței perturbație.

Deoarece marginile frontale și posterioare ale ambelor suprafețe au surse de perturbații, debitul și presiunea exercitată asupra acestor suprafețe sunt constante și egale cu u. Pentru găsirea presiunilor și raporturi de presiune folosesc formulele obținute mai sus (5.10) și (5.10a) pentru curgerea liniarizat înlocuind în aceasta și faptul că pentru suprafața superioară. și la partea de jos. atunci

In curgere subsonică 75% lift este creat de vidul din suprafața superioară, și doar 25% - din cauza creșterii presiunii pe partea de jos. (. Figura 8.13) Fluxul supersonic, spre deosebire de subsonic, după cum rezultă din formulele (8.9), (8.9a), presiunea de-a lungul suprafețelor superioare și inferioare ale plăcii sunt uniform distribuite (Figura 8.13, a.), Iar centrul de presiune se află în mijlocul plăcii: . In curgere subsonică. Deoarece coeficienții de presiune (fig. 8.13, b) apoi prin teoria liniară într-un flux supersonic este creat în suprafețe de ridicare egal superior și inferior.

Fig. 8.13. Distribuția presiunii și coeficientul de presiune

pe laturile superioară și inferioară ale plăcii:

și - presiune; b - coeficientul de presiune

Am găsit forța normală, care acționează pe placa:

Apoi ridicați egală (fig. 8.14) și impedanța caracteristică (nici alte tipuri de rezistență, ca lichidul ideale, iar placa are o gamă infinită).

La unghiuri mici de atac și. Prin urmare, factorii și forțele. Luând în considerare expresiile (8.9a) pentru a obține raporturi de presiune

Trebuie amintit faptul că, în aceste formule unghiul măsurat în radiani.

La unghiuri de atac mici (vezi. Fig. 8.2, în funcție de porțiunea liniară). t. e. o placă plană

Astfel cum rezultă din formulele (8.10), (8.10a), odată cu creșterea numărului de coeficienți. și redus.

forța vântului în prezent aproximativ egală cu muchia de conducere (moment pozitiv este considerat smoală, adică. E. O creștere). Coeficientul cuplului

Se comportă în același mod ca și alți factori aerodinamice: creșterea coeficientului scade numărul momentului.