Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Определение аэродинамических коэффициентах профиля




Если аэродинамическую силу и момент разложить на составляющие по осям, то соответственно будем иметь: аэродинамические коэффициентысопротивления - Cx, подъёмной и боковой сил - Су и Cz, а также аэродинамические коэффициентымоментов крена, рыскания и тангажа.

Аэродинамическое сопротивление - лобовое сопротивление, сила, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело; эта сила направлена всегда в сторону, противоположную скорости, и является одной из составляющих аэродинамической силы. Знание Л. с. необходимо для аэродинамического расчёта летательных аппаратов, т. к. от него зависит, в частности, скорость движения при заданных тяговых характеристиках двигательной установки.

Аэродинамическое сопротивление - результат необратимого перехода части кинетической энергии тела в тепло. Зависит аэродинамическое сопротивление от формы и размеров тела, ориентации его относительно направления скорости, значения скорости, а также от свойств и состояния среды, в которой происходит движение. В реальных средах имеют место: вязкое трение в пограничном слое между поверхностью тела и средой, потери на образование ударных волн при около- и сверхзвуковых скоростях движения (волновое сопротивление) и на вихреобразование. В зависимости от режима полёта и формы тела будут преобладать те или иные компоненты аэродинамическое сопротивление. Например, для затупленных тел вращения, движущихся с большой сверхзвуковой скоростью, Аэродинамическое сопротивление определяется в основном волновым сопротивлением. У хорошо обтекаемых тел, движущихся с небольшой скоростью, аэродинамическое сопротивление определяется сопротивлением трения и потерями на вихреобразование.

В аэродинамике аэродинамическое сопротивление характеризуют безразмерным аэродинамическим коэффициентом сопротивления C x, с помощью которого аэродинамическое сопротивление Х определяется как

где r¥ -плотность невозмущённой среды, v¥ - скорость движения тела относительно этой среды, S - характерная площадь тела.

Коэффициент Cx тела заданной формы при известной ориентации его относительно потока зависит от безразмерных критериев подобия: М-числа, числа Рейнольдса и др. (рис. 1 и 2).

 

Рис. 1. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления конуса от числа М

 

 

Рис. 2. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления шара от числа Re

 

Численные значения C xобычно определяют экспериментально, измеряя А. с. моделей в аэродинамических трубах и других установках, используемых при аэродинамическом эксперименте. Теоретическое определение аэродинамическое сопротивление возможно лишь для ограниченного класса простейших тел.

Коэффициент подъемной силы су - безразмерный коэффициент, зависящий от формы тела, его ориентации в среде и чисел Рейнольдса Re и Маха М. Значение су определяют теоретическим расчётом или экспериментально.

Так, согласно теории Жуковского, для крыла в плоскопараллельном потоке при небольших углах атаки:

су=2m(α-α0),

где α - угол атаки (угол между направлением скорости набегающего потока и хордой крыла);

α0 - угол нулевой подъемной силы;

m - коэффициент, зависящий от формы профиля крыла, например для тонкой слабо изогнутой пластины m=p.

В случае крыла конечного размаха L коэффициент m = p, где l = L / b - удлинение крыла.

В реальной жидкости в результате влияния вязкости величина m меньше теоретической, причём эта разница возрастает по мере увеличения относительной толщины профиля; значение угла α0 также меньше теоретического.

Кроме того, с увеличением угла α зависимость су от α (рис. 2) перестает быть линейной и величина монотонно убывает, становясь равной нулю при угле атаки acr, которому соответствует максимальная величина коэффициента подъемной силы - су,мах.

Дальнейшее увеличение а ведёт к падению с у вследствие отрыва пограничного слоя от верхней поверхности крыла. Величина cymax имеет существенное значение, т.к. чем она больше, тем меньше скорость взлёта и посадки самолёта.

 

Рис. 2. Зависимость су от a.

 

При больших, но докритических скоростях, т. е. таких, для которых М < Мкр (Mkp значение числа М набегающего потока, при котором вблизи поверхности профиля местные значения числа М = 1), становится существенной сжимаемость газа. Для слабо изогнутых и тонких профилей при малых углах атаки сжимаемость можно приближённо учесть, положив

, .

При сверхзвуковых скоростях характер обтекания существенно меняется. Так, при обтекании плоской пластины у передней кромки на верхней поверхности образуются волны разрежения, а на нижней - ударная волна (рис. 3).

 

 

Рис. 3. Схема сверхзвукового обтекания пластинки:

nв > n1, рв < p1; n2 < nв, р2 > рв; nн < n1, рн > n1; n3> nн, p3 < рн.

 

В результате давление рн на нижней поверхности пластины становится больше, чем на верхней (р в); возникает суммарная сила, нормальная к поверхности пластины, составляющая которой, перпендикулярная к скорости набегающего потока, и есть подъёмная сила.

Для малых М>1 и малых α подъемная сила пластины может быть вычислена по формуле:

.

Эта формула справедлива и для тонких профилей произвольной формы с острой передней кромкой.

Аналогично определяют аэродинамические коэффициентысопротивления боковой силы Cz, а также аэродинамические коэффициентымоментов крена, рыскания (небольшие угловые отклонения от курса (попеременно в обе стороны) относительно вертикальной оси летательного аппарата, судна) и тангажа (угловое движение летательного аппарата или судна относительно главной поперечной оси инерции).





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2018-10-15; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 670 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Начинайте делать все, что вы можете сделать – и даже то, о чем можете хотя бы мечтать. В смелости гений, сила и магия. © Иоганн Вольфганг Гете
==> читать все изречения...

2328 - | 2120 -


© 2015-2025 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.012 с.