Отрывные течения. Том 3 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
слоя, в котором использован новый ряд [48] (гл. II), можно применить для
решения задач отсоса или вдува через пористую поверхность г если принять
распределение скорости потенциального течения в виде [49]
ие (х) = xm{S0 + SiXm+1 + + ...},
а распределение скорости отсоса в виде
v0 (х) = х1^т~1\а0 + CT1im+1 + <T2Z*'m+1> + ...},
где т - Ро/(2 - р0), р0 = 0 для острой передней кромки, р0 =1 для тупой
носовой части 50, . . ., сг0, <ть аг . . . -коэффи-
циенты.
Для расчета ламинарного пограничного слоя с отсосом, кроме-упомянутых
в гл. II таблиц [50], необходимы дополнительные-таблицы.
218
ГЛАВА XII
1.3.2. Экспериментальные исследования отсоса пограничного слоя
Экспериментальные исследования отсоса пограничного слоя в двумерном
потоке широко проводились с целью разработки методов отсоса для
практических приложений, однако подробное
описание этих экспериментов выходит за рамки настоящей книги, поэтому
приведены только некоторые примеры.
При отсосе на передней кромке обыкновенного крыла отрыв при больших
углах атаки может быть предотвращен или задержан при сравнительно
небольших расходах отсасываемого газа. При некотором значении
коэффициента подъемной силы отсос может производиться на части
поверхности, на которой градиент скорости в первом приближении больше,
чем максимальный градиент на крыловом профиле при максимальной подъемной
силе без отсоса [51].
Выигрыш в подъемной силе и уменьшение сопротивления благодаря отсосу
при дозвуковых скоростях показаны на фиг. 17 и 18. Увеличение Cq при
постоянном угле атаки может привести к увеличению С^.но лишь до тех пор,
пока полностью не исчезнет отрыв; при дальнейшем увеличении Cq рост
подъемной силы незначителен или же прекращается совсем.
На фиг. 18 представлены коэффициент сопротивления крыла С и сумма
коэффициентов сопротивления крыла и эквивалентного сопротивления
мощности, требуемой для отсоса, (Cdw + CD ), вычисленные для истребителя
"Вампир". С увеличением Cq уменьшается CD но величина CDw + CDp
возрастает, поэтому необходимо оценивать эффективность отсоса. При
заданном коэффициенте подъемной силы изменение толщины пористого
материала вдоль хорды на чет-
Ф и г. 17. Экспериментальные значения подъемной силы профиля NACA 63А009
с пористой передней кромкой [25].
Обоз Q V Re CQ
наче
ния 100 3,61 0,0034
X
Д 80 2,89 0,0027
О 60 2,16 0,0020
+ 40 1,44 0,0013
о 0 0 0
ww ~ скорость отсоса по нормали
к поверхности крыла
УПРАВЛЕНИЕ ОТРЫВОМ ПОТОКА
219
верть снижает мощность, требуемую для отсоса на профиле NACA 0010*51,
следовательно, снижается и расход отсасываемого газа [51].
На дозвуковом крыле с удлинением 4,6 и углом стреловидности 40°
Поплтон [52] получил увеличение коэффициента подъемной силы CL с 0,94 до
максимальной величины 1,18 при коэффициенте расхода отсасываемого газа CQ
= 0,0013, хотя при
0,004г
0,003
<1002
0.001
¦*-с" 2" ч непроницт мой
" па \ержности
Re =23 МО*
(Ср"Г срр1_
Ч,
ft 0002
Q0003 0,0004
Св.
0,0005
Фиг. 18. Изменение CD в зависимости от Cq для крыла с пористой
поверхностью (самолет "Вампир") [25].
Фиг. 19. Сравнение оптимального коэффициента сопротивления профиля с
отсосом с коэффициентом трения на пластине при ламинарном и турбулентном
пограничных слоях [53].
1 - ламинарный слой; В - профиль с отсосом; 3 - турбулентный слой.
изменении угла атаки наблюдался значительный гистерезис. Это увеличение
коэффициента подъемной силы сравнимо с соответствующим увеличением для
профиля.
Отсос пограничного слоя является также очень полезным средством
улучшения характеристик сверхзвукового крыла. Опыты Грота [53] с
двояковыпуклым крыловым профилем толщиной 5% при числе Рейнольдса,
вычисленном по длине хорды, 12,5-10(r), и числах Маха 2,23 и 2,77 показали,
что можно получить увеличение подъемной силы при малом сопротивлении.
Путем отсоса пограничного слоя на теле вращения (оживало - цилиндр)
можно сохранить ламинарный пограничный слой при числе Рейнольдса,
вычисленном по длине, 4,7 -10(r)-10,7 -10е, и числах Маха 2,5-3,5. В
процессе испытаний температура поверхности модели была равна равновесной
температуре тепло-
220
ГЛАВА XII
изолированной стенки, так что стабилизирующее (дестабилизирующее) влияние
охлаждения (нагревания) стенки не накладывалось на влияние отсоса
пограничного слоя. На поверхность.
Отсос
Без отсоса
Фиг. 20. Применение распределенного отсоса при фиксированном числе Маха
[20].
Ps - полное давление в невозмущенном потоке.
отсоса не падали ударные волны, благодаря чему удавалось избежать их
