- •(Л7) 2.11. Основні законі руху повітря, що стискається
- •2.11.1. Загальні відомості про аеродинаміку великих швидкостей
- •2.11.2. Число Маха
- •2.11.3. Законі руху потоку, що стискається
- •2.12. Надзвукова течія повітря
- •2.13. Особливості обтікання тіл надзвуковим потоком
- •2.13.1. Розповсюдження малих збурень у потоці повітря
- •2.13.2. Обтікання тупих кутів, криволінійної поверхні та профілю крила
- •2.13.4. Хвильовий опір
- •2.13.5. Форма стрибка ущільнення
- •2.13.3. Фізична суть стрибків ущільнення
- •(Л8) 2.14. Хвильова криза
- •2.14.1. Поняття про критичне число Маха
- •2.14.2. Фізична суть і наслідки хвильової кризи
- •2.15. Вплив стисливості потоку на аеродинамічні коефіцієнти
- •2.15.1. Залежність аеродинамічних коефіцієнтів від числа м
- •2.15.2. Подолання хвильової кризи
- •2.16. Аеродинамічні форми швидкісного літака
- •2.17. Проблеми надзвукового польоту
- •2.17.1. Безпека та економічність польоту
- •2.17.2. Звуковий удар і тепловий бар'єр
- •2.17.3. Аеродинамічна компонування надзвукових літаків
- •2.17.4. Особливості гіперзвукового польоту
2.15. Вплив стисливості потоку на аеродинамічні коефіцієнти
2.15.1. Залежність аеродинамічних коефіцієнтів від числа м
Прояв стисливості потоку викликає зміну обтікання тіла потоком повітря і розподілу тисків за профілем крила, внаслідок чого змінюються аеродинамічні коефіцієнти.
Залежності аеродинамічних коефіцієнтів су і сх прямого крила (у плані) достатньо великого подовження при постійному куті атаки від числа М (критерію стисливості потоку) приведені на рис. 2.58.

Рис. 2.58. Залежність аеродинамічних коефіцієнтів від числа М.
На графіках можна виділити характерні ділянки, що відповідають особливостям обтікання крила. Для кривої залежності су = f (М) можна виділити наступні області:
0
- 1
(М
= 0
÷ 0,4).
Коефіцієнт су
=
соnst,
оскільки стисливість потоку при V
<
0,4а
не
виявляється.
1
- 2
(М
= 0,4
÷ Мкр)
Коефіцієнт су
збільшується,
оскільки через прояву стисливості
збільшується
зона розрідження над
крилом.
2
-
3
(М
= Мкр
÷ 0,8).
При М = Мкр
відбувається
різке збільшення
коефіцієнта су
через
утворення
місцевої надзвукової зони і знижується
тиск
над
крилом.
Збільшення коефіцієнта су
триває
до появи місцевої надзвукової зони під
крилом.
3
- 4
(M
= 0,8
÷ 0,9).
Зменшення
коефіцієнта су
пов'язане
зі збільшенням
зони розрідження під
крилом,
оскільки нижній стрибок швидко зміщається
до задньої кромки
профілю.
4
- 5
(М
= 0,9
÷ 1,0).
Коефіцієнт су
збільшується
через збільшення зони розрідження над
крилом,
оскільки верхній стрибок зміщається
до задньої кромки.
При М
= 1
нижній і верхній стрибки досягають
задньої кромки,
а перед крилом утворюється головний
прямий
від’єднанний стрибок ущільнення.
5
- 6
(М
= 1
÷ 1,2).
В міру збільшення
надзвукової
швидкості головний
стрибок
ущільнення
наближається до передньої кромки
крила, набуваючи
форму косого
стрибка.
На задній кромці
крила продовжують знаходитися
нижній і верхній хвостові
стрибки. Коефіцієнт су
трохи
зменшується,
оскільки розширення
потоку після головного
стрибка під
крилом
протікає інтенсивніше, ніж над
крилом.
На кривої залежності сх = φ (М) можна виділити наступні області:
0
-
1
відповідає
числам М
= 0
÷ 0,4,
при яких стисливість потоку не виявляється
і коефіцієнт сх
залишається
постійним.
1
- 2
(М
= 0,4
÷
Мкр).
Повільне збільшення
коефіцієнта сх
відбувається
через збільшення
зони підвищеного тиску
перед крилом.
2
–
5
(М
= Мкр
=
1).
Різке збільшення
коефіцієнта лобового опору сх
відбувається
через
появу хвильового
опору;
коефіцієнт сх
= схmax
створюється при числі М
=
1,
при появі головного
прямого від’єднанного стрибка.
5
– 6
(М
= 1
÷ 1,2).
Коефіцієнт сх
зменшується
через зменшення
хвильового
опору:
прямій
від’єднанний стрибок
наближається до профілю і при числі М
= 1,2
стає косим
приєднаним стрибком.
Діапазони швидкостей польоту. У зоні дозвукових швидкостей I (М = 0 ÷ Мкр) прояв стисливості починається при М > 0,4 і виражається в збільшенні зон розрідження, що і приводить до плавного збільшення коефіцієнтів су і сх. Ніяких розривів у потоці немає.
Вплив
стисливості
на коефіцієнт су
визначається
по теорії С.А. Христиановича:
.
Зона змішаних (трансзвукових) швидкостей ІІ (М = 0,4 ÷ 1,2) починається з появи місцевих стрибків ущільнення. Політ на трансзвукової швидкості характеризується змішаним режимом обтікання. До стрибка швидкість потоку надзвукова, а за стрибком — дозвукова.
Зона надзвукових швидкостей ІІІ починається з числа М > 1,2, коли головний стрибок приєднується до профілю, перетворюючись у косий стрибок ущільнення. Втрати енергії в стрибку зменшуються, швидкості за ним залишаються надзвуковими.
Зона гіперзвукових швидкостей відповідає числам М > 5. При гіперзвуковому обтіканні головний стрибок ущільнення має дуже великий нахил і майже притиснутий до обтічної поверхні. Це викликає його взаємодію з межовим шаром. У результаті відбувається значне зростання температури поблизу поверхні тіла і змінюються фізичні та хімічні властивості повітря.
