Wave съпротива - studopediya
Помислете потокът около крилото на числа на Мах. В тази поредица от номера, с площ от местните свръхзвукови скорости, уплътнението на затваряне скача необратима загуба на механична енергия, която да доведе до допълнителна устойчивост вълна.
Физическата природа на съпротивлението на вълна. Да разгледаме диаграма на потока от суперкритичен профил на потока (фиг. 8.8). На горната повърхност на симетричен профил показва диаграмата на протичане на нулев ъгъл на атака и на дъното - съответната диаграма налягане.
напред стагнация точка на скоростта на потока. и налягането. На разстояние от предния стагнация точка налягане намалява и се увеличава скоростта на потока. В точка А, и профила. По-нататък по течението, скоростта на потока е свръхзвуков и продължава да се увеличава и намалява налягането. Непосредствено преди и скок. За ударна вълна става дозвукови скорост на потока, налягането. и при приближаване към задния ръб на скоростта на потока продължава изентропно до нула, докато налягането се увеличи до поток печат налягане възпрепятствани скока.
Ако в разглеждания обхват от скорости, че е възможно само изоентропен фолио (без ток), като налягането в задната част на профила по-горе и ще бъде един и същ. ударната вълна води до намаляване на налягането в кърмата, което води до появата на допълнителни, така наречените резистентност вълна.
Характерните съпротивление е по-голяма по-голям общата загуба на налягане в шок. Стойността на коефициента на съпротивление на вълната зависи от броя на Мах на фронта на ударната вълна. Колкото повече. по-ниска отношение на общото възстановяване на налягането. т. е. по-големи загуби и по-голям коефициент на съпротивление вълна.
Приблизителната метод за определяне на съпротивлението на вълна. Разглеждане на профил със скок към горната повърхност (фиг. 8.9). Ние избираме елементарния поток, преминаващ през ударната вълна. Равен на разстояние достатъчно отстранява от профил, двете референтни повърхности II и II-II.
поток параметри на повърхността на I-I -. и по II-II -.
Постоянството на условията на потока трябва да бъде: =. където ди - дължина по повърхността на контролния елемент. Прилагането на теоремата на количество на движение на масата на газ, съдържащ се между повърхностите контрол, се получава следното:
където - характерните импеданс. Като се има предвид уравнение приемственост, и като се има предвид, че. израз може да се запише като
Всички тънка струйка, а не пресичане на ударна вълна, и. След това, за да се определи степента на съпротивителната сила на интеграцията може да се извършва само от дължината на скока. Преброяване. Ние се получи. Но тъй като. а също и като се има предвид, че. Ние получаваме. Тъй като. след това. и намаляване на стойността на общия коефициент на възстановяване налягане (с увеличаване на числото и интензивността на шок) вълнови увеличава плъзгане сила.
След някои трансформации може да се получи експресия на коефициента на вълна профил съпротивление:
където А - постоянен коефициент, което обикновено зависи от формата на профила (за повечето съвременни профили А).
Формула (8.2) може да се използва. От това следва, че за дадено намаление е възможно чрез увеличаване.
Свойства на окончателен spanwise на потока
Аеродинамичните характеристики на крайния spanwise зависят както от разрез форма (профил), както и от крило форма в план.
Помислете за краен период крило. Имайте предвид, че характеристиките на секциите на крилата са различни поради влиянието на въздуха прелива през страничния ръб на крилото. Профил и по този начин генерира крило се вдигне само при движение на скорост вектор около профила. Това означава, че тяхното действие може да бъде заменена от система от профили, които изграждат водовъртежа на крилото приложен. Замяна на завихрящата простата система крило - един P върху друг свързан вихър (фиг 8.10.).
Скоростта циркулация R свързан вихър в този проблем се определя от състоянието на равенството на силата на крилото асансьор създаден от U-образна въртете :. т. е.
където - разстоянието между свободните полу-безкрайни вихри, изпускани от краищата на крилата. Това разстояние е по-голямо от продължителността на крилото от определена сума :. Можете да приемете това.
Всеки свободен край вихър индуцира поле скорост около себе си. Скоростни профили за левия и десния край вихър, и общата схема скорост е показано на фиг. 8.10. В основата на стойността на център крило на скоростта, индуцирана от двете вихри и надолу, може да бъде определен от уравнението Biot-Savart за полу-безкраен вихър като
Средната скорост на spanwise или експресията (8.4) след интеграция получа
Заместването обръщение стойност от уравнение (8.3), ние се отбележи, че. и извършване на замяната (Wing удължение). След това, когато стигнем. и от (8.5) следва, че
Анализ на формула (8.6) показва, че скоростта на поява на индуцирана отговорен лифт крайник и крилото (крила за недвижими). Индуктивен скорост променя действителният ъгъл на атака (фиг. 8.11), тъй като скоростта на потока в близост до повърхността на крилото.
Скоростта е перпендикулярна на вектора. и скоростта му да се нарича откос. действителната вектор скорост се отклонява от вектор инцидент поток скорост на ъгъла на скосяване.
С оглед на малкия размер на ъгъла на скосяване. С оглед на формула (8.6)
Да приемем, че крилото е разположен под ъгъл спрямо вектора на входящо скорост на потока (коригиране на ъгъла на атака). Тъй вярно кос ъгъл на потока на атака равни. Колкото по-голямо удължаване на крилото. долните скосяването поток и по-малка разлика между действителната и ъглите на монтиране на атака.
Създаден от лифта на крилото. перпендикулярна на вектора на обменния курс на местната. компонент дава посоката на скоростта на инцидент поток. От появата на този компонент провокира скосяване поток от крайните вихри предизвикани скорости, това се нарича индуктивно съпротивление сила. В съответствие с фиг. 8.11 можем да запишем израза за коефициента на повдигане и плъзгане, предизвикана :.
Поради малкия размер и. По отношение на експресията (8.7) на ъгъла на скосяване на потока, получаваме
Формула (8.8) показва, че индуктивен реактивно съпротивление дължи появата си на повдигащата сила - основната цел на крилата - и крайници размах на крилете. Най-индуктивен реактивно съпротивление и индуктивен коефициент съпротивление са равни на нула на нула лифт сила () или използване.
Плоската плоча линеаризиран теория потока
По-рано линеаризация верига течения и вакуумни уплътнения (вж. Гл. 5) позволява да се реши проблема просто поток плоска плоча при малки ъгли на атака.
Разглеждане на потока около плоска плоча намира под малък ъгъл на падане на насрещното вектор скорост на потока (перфектна течност). В свръхзвуков потока срещу малко смущение на вектора на скоростта не се прилага, така плоски необезпокоявани засяга на потока и заключителни горните и долните си повърхности могат да бъдат лекувани независимо един от друг (фиг. 8.12).
ток линия насочена по горната повърхност изпитва смущение на носа във вакуум. и назад - под формата на компресия. Към долната повърхност на обратен ред на последователността смущение.
Тъй като предните и задните ръбове на двете повърхности са източници на смущения, скоростта на потока и натиска върху тези повърхности са постоянна и равна на ф. За намирането на натиск и съотношения на налягането използват формулите, получени по-горе (5.10) и (5.10a) за линеаризиран поток се замества там и на факта, че за горната повърхност. и към дъното. след това
В дозвукови поток 75% асансьор е създадена от вакуума в горната повърхност, и само 25% - се дължи на повишеното налягане на дъното. (. Фигура 8.13) на свръхзвуков поток, за разлика от дозвукови, както следва от формули (8.9), (8.9a), налягането по протежение на горната и долната повърхност на плочата са равномерно разпределени (фигура 8.13, а.), И центъра на налягане се намира в средата на плочата: , В дозвукови поток. Тъй като коефициентите на налягането (фиг. 8.13, б) след това чрез линейна теория в свръхзвуков поток се създава в асансьора еднакво горните и долните повърхности.
Фиг. 8.13. Разпределението на натиск и коефициента на налягане
на горната и долната страна на плочата:
и - налягане; б - коефициентът на налягане
Намираме нормалната сила, която действа върху плаката:
След това се вдигне равна на (Фиг. 8,14) и характерните импеданс (няма други видове устойчивост, като идеално течността и плочата има безкраен обхват).
В малки ъгли на атака и. Следователно, фактори и сили. Като се вземат предвид изразите (8.9a) до получаване на съотношения на налягането
Трябва да се помни, че в тези формули ъгълът в радиани.
При ниски ъгли на атака (вж. Фиг. 8.2, в зависимост от линейната част). т. е. за плоска плоча
Както следва от формули (8.10), (8.10a) с увеличаване на броя на коефициентите. и намалява.
Понастоящем силата на вятъра за равен на водещ ръб (положителен момент се счита за терена, т.е.. Е. увеличение). Коефициентът на въртящия момент
Той се държи по същия начин, както други аеродинамични фактора: нарастването на коефициента намалява броя момента.