- •Аэрогазодинамика
- •24.03.01 «Ракетные комплексы и космонавтика»
- •660014, Г. Красноярск, просп. Им. Газ. «Красноярский рабочий», 31.
- •Оглавление
- •1. Основные газодинамические понятия. Одномерные изоэнтропические течения газа.
- •2. Двумерные изоэнтропические сверхзвуковые течения газа
- •3. Течение газа с ударными волнами
- •4. Большие сверхзвуковые скорости. Пограничный слой в несжимаемом газе
- •5. Профиль и крыло в потоке идеального газа
- •Международная стандартная атмосфера (мса)
4. Большие сверхзвуковые скорости. Пограничный слой в несжимаемом газе
Давление на
пластинке в сверхзвуковом потоке при
малом угле атаки
распределено равномерно, поэтому центр
давления расположен на середине ее
хорды
Это же можно сказать и относительно
тонкого симметричного профиля. Величина
давления и коэффициента давления по
линейной теории рассчитывается по
формулам
,
,
где
знак «+» относится к наветренной стороне
пластинки, а «»
– к подветренной,
[рад].
Величина нормальной
силы, действующей на пластинку, при
малых
практически равна подъемной силе.
Коэффициенты сил равны:
,
,
где
- коэффициент волнового (индуктивно-волнового)
сопротивления пластинки.
Коэффициент сопротивления трения для плоской пластинки в несжимаемой среде:
для
ламинарного пограничного слоя:
;
для турбулентного пограничного слоя:
;
здесь
.
Коэффициент донного сопротивления для тел с донным срезом при сверхзвуковых скоростях
.
Для расчета толщин вытеснения и потери импульса для несжимаемой среды можно воспользоваться формулами
![]()
![]()
ЗАДАЧИ.
Найти коэффициенты подъемной силы и волнового сопротивления плоской пластинки при числе Маха набегающего потока воздуха М1 = 16 и угле атаки = 5.
Найти коэффициент давления для верхней стороны плоской пластинки, движущейся при числе Маха М1 = 25 под углом атаки 12.
Плоская пластинка обтекается плоскопараллельным потоком воздуха при М = 2,02 под углом атаки = 15. Найти


Определить величину коэффициента трения плоской пластинки для турбулентного пограничного слоя в несжимаемой среде при Re = 2107. Во сколько раз уменьшилось бы сопротивление трения плоской пластинки, если бы при этом пограничный слой был ламинарным?
Известны
=
0,00325, скорость набегающего потокаV
= 400 м/с и кинематический коэффициент
вязкости несжимаемой среды = 7,510-4
м2/с.
Определить характерный размер тонкой
пластины.Определить толщину пограничного слоя и коэффициент трения для тонкой пластины длиной b = 70 см при Re = 3107.
Найти коэффициент подъемной силы и волнового сопротивления плоской пластинки при числе Маха набегающего потока М1 = 12 и угле атаки = 9.
Найти коэффициент волнового сопротивления плоской пластинки и угол атаки при числе Маха набегающего потока воздуха М1 = 15, если коэффициент подъемной силы
=
0,03.Определить коэффициент донного давления для тела вращения, если известно, что диаметр миделя
=
0,8 м, диаметр донного среза
= 0,5
м,
=
0,07.Найти соотношение между толщиной вытеснения и толщиной пограничного слоя, задавая при этом профиль в виде закона

назад
5. Профиль и крыло в потоке идеального газа
Аэродинамическое
качество определяется как
.
Подъемная сила,
создаваемая крылом с размахом
и площадью
,
связана с циркуляцией вектора скорости
соотношением
.
Отсюда
.
Влияние концов
крыла сказывается в появлении скоса
потока около крыла. Угол скоса потока
для крыла эллиптической формы в плане
одинаков для всех его сечений и равен
(
).
Истинный угол атаки
крыла меньше установочного
и равен
Скос потока приводит к появлению
дополнительного индуктивного
сопротивления:
Полное сопротивление крыла складывается
из профильного и индуктивного:![]()
Тонкий профиль
конечной относительной толщины
при сверхзвуковых скоростях создает
волновое сопротивление
,
где
К
– коэффициент формы профиля; первое
слагаемое – индуктивно-волновое
сопротивление (сопротивление,
спровоцированное подъемной силой
профиля нулевой толщины при
),
а второе – профильно-волновое (обусловлено
толщиной профиля и его формой). Значения
коэффициента формы:
для ромбовидного профиля;
для чечевицеобразного (параболического,
эллиптического) [1].
ЗАДАЧИ.
Определить среднюю циркуляцию скорости по контуру профиля крыла ЛА весом G = 250 кН, совершающего горизонтальный полет со скоростью V = 200 м/с на высоте Н = 10 км. Размах крыла l = 30 м.
Измерения показывают, что угол скоса потока за крылом эллиптической формы в плане = 2. Определить подъемную силу этого крыла при условии, что его площадь в плане S = 10 м2, а размах l = 8 м. Скорость воздушного потока V = 100 м/с, а плотность = 1,225 кг/м3.
Определить коэффициент и силу индуктивного сопротивления эллиптического крыла, если угол скоса за крылом = 2, площадь крыла в плане S = 10 м2, размах l = 8 м, скорость воздушного потока V = 100 м/с, а плотность = 1,225 кг/м3.
Для крыла эллиптической формы известны установочный угол атаки = 0,07 рад, коэффициент индуктивного сопротивления
= 0,03, а удлинение крыла
= 7. Найти истинный угол атаки
.Определить полный коэффициент сопротивления крыла, если известно, что угол скоса потока за крылом эллиптической формы = 2, размах крыла l = 8 м, площадь крыла в плане S = 10 м2, а коэффициент профильного сопротивления крыла
= 0,01.Для эллиптического профиля найти
,
если известны угол атаки
= 4,
число Маха М
= 5, наибольшая абсолютная толщина
профиля с =
60 см, хорда профиля b
= 5 м.Для ромбовидного профиля с максимальной относительной толщиной 5 найти
и качество профиляК,
если
= 250'
и М
= 2,2.Определить коэффициент подъемной силы су крыла в виде прямоугольной пластины, движущегося горизонтально на высоте Н = 10 км со скоростью V = 500 м/с, если площадь крыла S = 15 м2, вес G = 50 кН.
Для симметричного эллиптического профиля известны
=5м,
М=3,
качество профиля К=7,
коэффициент подъемной силы су=0,15.
Найти наибольшую толщину профиля с
и хорду профиля b
при =0.Найти наибольшую абсолютную толщину с и хорду b для симметричного эллиптического профиля, если угол атаки равен 0,
= 6 м, число Маха равно 4, качество профиляК =
7 и коэффициент подъемной силы су
= 0,2.Для эллиптического профиля найти
если угол атаки
= 3,
М
= 4, наибольшая абсолютная толщина
профиля 40 см и хорда профиля 3 м.Найти коэффициент подъемной силы крыла в виде прямоугольной пластины, движущегося горизонтально на высоте Н = 10 км со скоростью 600 м/с, если площадь крыла 10 м2 и вес G = 60 кН.
ОТВЕТЫ К ЗАДАЧАМ назад
1.
![]()
2.
.
3. Скорость полета сверхзвуковая, =1,01.
4.
![]()
5.
.
6.
![]()
7.
![]()
8.
![]()
9.
![]()
10.
![]()
11.
![]()
12. До 149С.
13.
![]()
14.
![]()
15.
![]()
16.
![]()
17.
![]()
18.
![]()
19.
![]()
![]()
20.
![]()
Примечание: В ответе указана температура торможения. Истинная температура стенок ниже указанной, благодаря теплопроводности воздуха и теплоизлучению стенок.
21.
![]()
22.
![]()
23.
![]()
24.
![]()
25.
![]()
26.
![]()
27.
![]()
![]()
28.
![]()
29.
![]()
30.
![]()
31.
![]()
32.
![]()
33.
![]()
34.
![]()
35.
![]()
36.
![]()
37.
![]()
![]()
![]()
38.
![]()
39.
![]()
40.
![]()
41.
![]()
42.
![]()
43.
![]()
44.
![]()
45.
![]()
46.
![]()
47.
![]()
48.
![]()
49.
![]()
50.
![]()
51.
![]()
52.
;
(рассмотреть расход газа через канал,
ограниченный поверхностью и линией
тока).
53.
![]()
54.
![]()
55.
![]()
56.
![]()
![]()
57.
![]()
58.
![]()
59.
![]()
60.
![]()
61.
![]()
62.
![]()
63.
![]()
64.
![]()
65.
![]()
66.
![]()
67.
![]()
68.
![]()
![]()
![]()
![]()
69.
![]()
70.
![]()
71.
![]()
![]()
72.
![]()
73.
![]()
74.
![]()
75.
![]()
76.
![]()
77.
![]()
78.
![]()
79.
![]()
80.
![]()
81.
![]()
82.
![]()
83.
![]()
84.
![]()
85.
![]()
86.
![]()
87.
![]()
![]()
88.
![]()
![]()
89.
![]()
90.
![]()
91.
![]()
92.
уменьшится в 8,5 раза.
93.
(ответ зависит от вида формулы для
расчета
для турбулентного пограничного слоя).
94.
![]()
95.
![]()
96.
![]()
97.
![]()
98.
![]()
99.
![]()
100.
![]()
101.
![]()
102.
![]()
103.
![]()
104.
![]()
105.
![]()
106.
![]()
107.
![]()
108.
![]()
109.
![]()
110.
![]()
Варианты домашних заданий назад
|
Вариант |
Номера задач | |||||||||
|
01 |
1 |
11 |
21 |
31 |
41 |
51 |
61 |
71 |
81 |
91 |
|
02 |
2 |
12 |
22 |
32 |
42 |
52 |
62 |
72 |
82 |
92 |
|
03 |
3 |
13 |
23 |
33 |
43 |
53 |
63 |
73 |
83 |
93 |
|
04 |
4 |
14 |
24 |
34 |
44 |
54 |
64 |
74 |
84 |
94 |
|
05 |
5 |
15 |
25 |
35 |
45 |
55 |
65 |
75 |
85 |
95 |
|
06 |
6 |
16 |
26 |
36 |
46 |
56 |
66 |
76 |
86 |
96 |
|
07 |
7 |
17 |
27 |
37 |
47 |
57 |
67 |
77 |
87 |
97 |
|
08 |
8 |
18 |
28 |
38 |
48 |
58 |
68 |
78 |
88 |
98 |
|
09 |
9 |
19 |
29 |
39 |
49 |
59 |
69 |
79 |
89 |
99 |
|
10 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
60 |
70 |
80 |
90 |
100 |
|
11 |
10 |
18 |
28 |
36 |
46 |
52 |
62 |
70 |
80 |
88 |
|
12 |
11 |
19 |
29 |
37 |
47 |
53 |
63 |
71 |
81 |
89 |
|
13 |
12 |
20 |
30 |
38 |
48 |
54 |
64 |
72 |
82 |
90 |
|
14 |
13 |
21 |
31 |
39 |
49 |
55 |
65 |
73 |
83 |
91 |
|
15 |
14 |
22 |
32 |
40 |
50 |
56 |
66 |
74 |
84 |
92 |
|
16 |
11 |
26 |
37 |
45 |
58 |
64 |
79 |
83 |
91 |
109 |
|
17 |
12 |
27 |
38 |
46 |
59 |
65 |
80 |
84 |
92 |
108 |
|
18 |
13 |
28 |
39 |
47 |
60 |
66 |
81 |
85 |
93 |
107 |
|
19 |
14 |
29 |
40 |
48 |
61 |
67 |
82 |
86 |
94 |
106 |
|
20 |
15 |
30 |
41 |
49 |
62 |
68 |
83 |
87 |
95 |
104 |
|
21 |
10 |
22 |
34 |
46 |
58 |
70 |
82 |
94 |
100 |
106 |
|
22 |
1 |
15 |
23 |
37 |
45 |
59 |
67 |
81 |
89 |
102 |
|
23 |
2 |
16 |
24 |
38 |
46 |
60 |
68 |
82 |
90 |
103 |
|
24 |
3 |
17 |
25 |
39 |
47 |
61 |
69 |
83 |
91 |
104 |
|
25 |
4 |
18 |
26 |
40 |
48 |
62 |
70 |
84 |
92 |
105 |
|
26 |
1 |
12 |
23 |
34 |
45 |
56 |
67 |
78 |
89 |
100 |
|
27 |
2 |
13 |
24 |
35 |
46 |
57 |
68 |
79 |
90 |
101 |
|
28 |
3 |
14 |
25 |
36 |
47 |
58 |
69 |
80 |
91 |
102 |
|
29 |
4 |
15 |
26 |
37 |
48 |
59 |
70 |
81 |
92 |
103 |
|
30 |
5 |
16 |
27 |
38 |
49 |
60 |
71 |
82 |
93 |
104 |
|
31 |
6 |
17 |
28 |
39 |
50 |
61 |
72 |
83 |
94 |
105 |
|
32 |
7 |
18 |
29 |
40 |
51 |
62 |
73 |
84 |
95 |
106 |
|
33 |
8 |
19 |
30 |
41 |
52 |
63 |
74 |
85 |
96 |
107 |
|
34 |
9 |
20 |
31 |
42 |
53 |
64 |
75 |
86 |
97 |
108 |
|
35 |
10 |
21 |
32 |
43 |
54 |
65 |
76 |
87 |
98 |
109 |
|
36 |
11 |
22 |
33 |
44 |
55 |
66 |
77 |
88 |
99 |
110 |
|
37 |
10 |
16 |
27 |
35 |
48 |
54 |
69 |
73 |
90 |
102 |
|
38 |
9 |
17 |
28 |
36 |
49 |
55 |
70 |
74 |
91 |
103 |
|
39 |
8 |
18 |
29 |
37 |
50 |
56 |
71 |
75 |
92 |
104 |
|
40 |
7 |
19 |
30 |
38 |
51 |
57 |
72 |
76 |
93 |
105 |
