Файл: Нечаев Ю.Н. Входные устройства сверхзвуковых самолетов.pdf

С ростом числа М полета угол fi0I1T повышается. Аналогичные зави­ симости могут быть построены и для круглых диффузоров.

Абсолютные величины коэффициентов з.,,, как видно из фиг. 35, с ростом числа М полета снижаются. Это объясняется тем, что с ро­

снижаются значения коэффициентов сохранения давления как для косого, так и для прямого скачка.

дить сложнее, так как здесь можно варьировать каждым углом в от­

ность всех скачков получалась одинаковой. Если рассматривать та­ кие системы, у которых все углы ^ выбраны из условия получения скачкоз одинаковой интенсивности, то для этого случая при задан­ ном числе скачков величины коэффициентов ат могут быть рассчи­ таны и представлены в виде зависимостей от одного параметра: угла Вс . Такие графики были получены для плоских и осесимметричных

47

диффузоров С. Л. Вишневецким. На фиг. 36 приведена зависимость коэффициента ат от угла Зс при различных числах М полета для осесимметричных диффузоров, имеющих три косых скачка и один прямой.

Как видно из фиг. 36, для каждого числа М полета и в этом слу­ чае существует оптимальное значение суммарного угла [4С0ПХ, при ко­ тором обеспечивается максимальная величина коэффициента от . Значения отдельных углов рд при этом определяются таким образом, чтобы все скачки имели одинаковую интенсивность.

симметричного диффузора о тремя косыми и прямым скачками

в том, что они обладают весьма значительным лобовым сопротивле­ нием. Торможение сверхзвукового потока в этом случае, как видно, связано1со значительным его отклонением от исходного направления. Каждый дополнительный скачок уплотнения увеличивает не только сжатие воздуха, но и поворот потока. Поэтому поток воздуха перед входом в диффузор направлен под значительным углом к его оси. Отклоненный центральным телом поток должен войти в диффузор таким образом, чтобы обтекание передней кромки обечайки осущест­ влялось без появления головной волны.

Головная волна может появиться в том случае, если угол между направлением потока за системой косых скачков и направлением обе­

48

чайки будет слишком велик, как и при обтекании клина или конуса (см. фиг. 16). Для уменьшения этого угла переднюю кромку обечай­ ки диффузора необходимо устанавливать наклонно к оси диффузо­ ра с таким расчетом, чтобы угол встречи отклоненного центральным телом потока с направлением обечайки был бы меньшим угла, соот­ ветствующего образованию головной волны. Для дальнейшего плав­ ного поворота потока, вошедшего в канал диффузора, к его оси обе­ чайка должна быть продлена под этим же углом на некоторое рас­ стояние (см. фиг. 31). Наружная поверхность обечайки в силу ука­ занных причин также оказывается направленной под углом к набе­ гающему потоку. Вследствие этого при ее обтекании образуются скачки уплотнения во внешнем потоке, являющиеся источником зна­ чительного волнового сопротивления. Увеличение волнового сопро­ тивления на гондоле при больших числах М полета, как видно из формулы (9), приводит к снижению эффективной тяги, создаваемой силовой установкой. Итак, наклоном обечайки удается устранить по­ явление головной волны, ко при этом все же возрастает внешнее со­ противление диффузора.

Для многоскачковых диффузоров величины углов рсопт получа­ ются, как видно из фиг. 36, очень большими. Например, при Мо = 3,0 угол Эсопт равен 45°. Чтобы при таком значительном повороте пото­ ка избежать появления головной волны у передней кромки обечайки, нужно располагать ее под весьма большим углом ( 6об) к оси >зигателя.

На фиг. 37 показаны зависимости , коэффициента ат и угла 8об от рс . До величин (3С<Д0Р еще не требуется наклон передней кромки

косой скачок уплотнения, как показано на фиг. 38. Давление за этим скачком становится большим атмосферного. Избыточное давление, действуя на внешнюю поверхность обечайки, создает силу волнового сопротивления Х 0б . Эта сила будет, очевидно, тем большей, чем выше избыточное давление на наружной поверхности обечайки и чем сильнее наклонена эта поверхность к направлению оси диффу­

Но давление р\ тем выше, чем значительнее интенсивность косого скачка во внешнем потоке, т. е. чем больше угол ооб и число М полета.

Следовательно, при увеличении угла Зс до (Зс 0ПТ повышается ве­ личина <зт и возрастает внутренняя тяга Р. Но одновременно с этим

нию с оптимальным приводит (из-за полотого протекания зависимо­ сти оп пор.) к небольшому снижению коэффициента а„, которое компенсируется более значительным уменьшением внешнего сопро­ тивления диффузора.

Уменьшение угла рс благоприятно сказывается также на сниже­ нии сопротивления диффузора на нерасчетных режимах (при <р<Ч ,0). Этот вопрос будет рассмотрен ниже.

Потери полного давления в скачке за горлом. Рассмотрим те­ перь, от каких факторов зависит величина коэффициента сохранения полного давления в скачке, образующемся за горлом.

Интенсивность этого скачка повышается, во-первых, при умень­ шении противодавления на выходе из диффузора. Чем ниже проти­ водавление за диффузором, тем устойчивее он будет работать, но и общие потери полного давления во входном устройстве при этом бу­ дут большими. Поэтому в целях обеспечения устойчивой работы диффузора нужно иметь за горлом скачок определенной интенсив­ ности, который мог бы препятствовать выбиванию головной волны при случайных забросах давления в двигателе на установившихся и

50

с той целью, чтобы перед внутренним -каналом не появлялась голов­ ная волна. Такая головная волна может возникнуть как в процессе

В методических целях удобно потери полного давления в скачке за горлом разделять на потери за счет -снижения противодавления и за счет перерасширения горла. Первые оценивают коэффициентом опд, вторые — коэффициентом оп г . В целом

'"хк кан д vri г •

Влияние трения на характер течения воздуха в диффузоре и на коэффициент сохранения давления. Наличие трения оказывает суще­ ственное влияние на работу входных сверхзвуковых диффузоров.

кажение самих скачков уплотнения вблизи стенок и образование но­

ральном теле. Повышенное давление за скачком, распространяясь по пограничному слою против потока, приводит к его утолщению на