Отрывные течения. Том 2 - Чжен П.
Скачать (прямая ссылка):
потоке.
Иглы сильно уменьшают сопротивление при нулевом угле атаки (до 81%),
однако при ненулевых углах атаки уменьшение сопротивления было менее
значительным и оно оказалось весьма чувствительным к изменению угла
атаки.
С помощью иглы можно значительно уменьшить сопротивление (фиг. 61).
Однако изменение CD с изменением длины иглы в интервале 0,75 ^ l/d ^ 2,0
довольно мало. С возрастанием угла атаки сопротивление тоже растет и при
а = 10° более чем в 2 раза превосходит аначение при а = 0°.
Следовательно, с ростом угла атаки игла становится менее эффективным
средством уменьшения сопротивления тупого тела.
На фиг. 62 приведена зависимость CD от Af при нулевом угле атаки. Как
следовало ожидать, с возрастанием площади среза Си также возрастает.
Однако это возрастание менее заметно при наличии иглы: CD возрастает
только при At ^ 60% и почти постоянно при Af ^ 60%.
Число Рейнольдса, так же, как и число Маха, слабо влияет яа СD при
ненулевых углах атаки, хотя при малых углах атаки и небольшом числе Маха
CD довольно велико по сравнению со случаем большего числа Маха (фиг. 63,
64). Игла также уменьшает измеренное донное давление модели при
гиперзвуковых скоростях [54]. Изменение CD в случае игл с плоским носком
и в случае игл с острым носком аналогично.
Хант [48] экспериментально определил Св и ввел поправку к измеренному
значению, уменьшающую силу сопротивления на величину, которая
соответствует предположению о равенстве донного давления за моделью
статическому давлению в набегающем потоке, как это сделал Олбум. При
ламинарном пограничном слое перед отрывом, нулевом угле атаки и диаметре
иглы, равном 0,2 диаметра носовой части, сопротивление уменьшалось на
50%. При относительном диаметре 0,133 сопротивление уменьшалось на 48%, а
при относительном диаметре 0,067-на 43%. Причина такого изменения CD
заключается в том, что окончательное значение угла отрыва пограничного
слоя уменьшается с увеличением диаметра иглы. Пример изменения CD с
изменением длины и диаметра иглы при угле,атаки 5° показан на фиг. 65.
Влияние больших значений отношения диаметра иглы к диаметру
цилиндрической части тела уменьшается с увеличением
Фиг. 63. Влияние числа Рейнольдса на сопротивление тел, имеющих иглу с
плоским носком [51].
Vd = 1,5; = 4%. = 2,5.
Фиг. 64. Влияние числа Маха на сопротивление тел, имеющих иглу с плоским
носком [51].
I/d = 1,5; Af = 4%.
L/d
Фиг. 65. Влияние диаметра и длины иглы на сопротивление [48].
Мм = 1,81, полуугол заострения иглы 10°, Red t 310 ООО, I - полная длина
иглы, 2а-диаметр цилиндрической части иглы, d - диаметр носовой части
тела.
Фиг. 66. Сетка кривых сопротивления, характеризующая влияние угла атаки и
длины иглы [48].
M^el.81, 2а/d - 0,2, полуугол заострения иглы 10", Red = 310 ООО.
264
ГЛАВА IX
угла атаки. Например, при одинаковых значениях этого отношения измеренное
уменьшение сопротивления при нулевом угле атаки составляло 50%, а при
угле атаки 5° оно было равно 33%, при 10° оно составляло 10% и при 20°
только 5%.
У тела с конической носовой частью и у тела с пирамидальной восьмигранной
носовой частью без иглы сопротивление меньше, чем у тел с иглами (фиг.
65). Кроме того, можно заметить, что сопротивление достигает минимального
значения при критической длине и что при дальнейшем увеличении длины иглы
сопротивление возрастает, а затем принимает почти постоянное значение
независимо от длины иглы для данного угла атаки. Хант [48] построил сетку
кривых сопротивления для исследованного интервала углов атаки и длин иглы
(фиг. 66). Значение угла заострения иглы оказывает пренебрежимо малое
влияние на уменьшение сопротивления.
Подъемная сила. Значения коэффициентов подъемной силы, измеренные Олбумом
[51], были поправлены с учетом влияния донного давления в предположении,
что статическое давление на поверхности дна модели равно статическому
давлению в набегающем потоке.
Плоский срез носовой части тела оказывает существенное влияние на
подъемную силу при Af > 50% (фиг. 67). С увеличением Af от 0 до 100%
значения Сь возрастают более чем на 50%.
При наличии иглы подъемная сила возрастает в зависимости от угла атаки
(фиг. 68), однако в интервале значений 0,84 ^ ^ l/d ^ 2,0 изменение дЛины
иглы не оказывает сколько-нибудь существенного влияния на CL. Из фиг. 67
и 68 видно, что длина иглы оказывает слабое влияние на CL. На CL в
основном влияет плоский срез носовой части Af. Наибольшее значение С 1:
было получено для тела с иглой, имевшего наименьшее Af, а наибольшее
относительное приращение CL было получено для тела с иглой, имевшего
наибольшее значение Af (80 и 100%). Возрастание Сь, обусловленное иглой,
достигало 200% при а - 5° и ~100% при а. = 10°. Можно заметить, что CL
тела с иглой и с плоским торцом (Af = 100%) почти равно Сь тела с
полусферической носовой частью без иглы (Af = 0).
Число Рейнольдса очень слабо влияет на Сь (фиг. 69), но влияние числа
Маха на Сь зависит от формы носовой части тела и угла -атаки (фиг. 70).
