На рис. 4.23 приведены графики зависимости Лсжвз=Д (ф), полученные расчетным путем. Коэффициент Лсхвз отнесен к пло щади среза диффузора SBX и скоростному напору невозмущен ного потока. Каждая сплошная кривая на рис. 4.23 соответству-
Рис. 4.22. Значения предельного коэффициента расхода воздуха:
а) 0=15°; б) Ѳ=20°; в) Ѳ=25°; г) 6=30°
ет определенным значениям М и Ф. Пунктирные кривые опреде ляют минимально возможные значения коэффициента добавоч ного сопротивления, получающиеся при ф= Ф.
Для нахождения Лсжвз необходимо прежде всего выбрать, геометрические параметры Ѳ и ß, обеспечивающие наилучшую.
работу двигателя на каком-либо расчетном режиме полета (на пример, на маршевом режиме, на режиме разгона и т. п.). Иног да выбирают «компромиссные» параметры, дающие удовлетво рительные характеристики на крайних режимах полета. Затем
0,4 0,5 |
0,6 |
0,7 оя |
0,9 |
Ч> |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 0,9 |
Ч> |
|
|
6) |
|
|
|
|
|
г) |
|
|
Рис. 4.23. Зависимость коэффициента добавочного сопротивления диф фузора с центральным конусом от коэффициента расхода воздуха:
а) ѳ=.15°; б) 8=20°; в) Ѳ=25°; г) 0=30°
по рис. 4.22 определяют значения предельного коэффициента расхода воздуха Ф во всем диапазоне чисел М. Путем расчета характеристик двигателя находят зависимость секундного рас хода воздуха от числа М и высоты полета, после чего по форму-
ле (4.23) подсчитывают значения |
коэффициента расхода ф. |
Зная ф и Ф, легко определить Дсжвз по рис. 4.23. |
Следует отметить, что при ф<Ф |
(см. рис. 4.21, г) работа |
■двигателя может быть неустойчивой (начинается так называе мый «помпаж диффузора»). Во избежание этого явления обыч но регулируют подачу топлива или площадь критического сече ния сопла таким образом, чтобы ф~Ф .
Поскольку воздухозаборники с центральным телом имеют, как правило, заостренную переднюю кромку, подсасывающая сила невелика и при приближенных расчетах ее можно не учи тывать. Таким образом, в рассматриваемом случае
:(с.ХНОС/?= 1 ■Ас*в3 У |
(4.34) |
где (Схнос)ір=і — определяется по графикам рис. 4.17 и 4.18.
1.4. СОПРОТИВЛЕНИЕ КОРМОВОЙ ЧАСТИ
Под сопротивлением кормовой части тела вращения пони мается равнодействующая сил избыточного давления, прило женных к поверхности кормовой части, при а = 0 (в поверхность кормовой части не включается поверхность донного среза). Это сопротивление в отличие от сопротивления носовой части всегда положительно, поскольку и при дозвуковых, и при сверхзвуко вых скоростях полета на суживающейся кормовой части тела устанавливается пониженное давление.
На рис. 4.24 представлен график зависимости СхКОрм=/(М) для кормовых частей с прямолинейными и параболическими об разующими. Уравнение параболических образующих имеет вид
|
У _ і . |
/1 |
|
) / |
■* |
N2 |
(4.35) |
|
D\ 2 |
- ( 1 |
|
ікорм/ |
|
|
|
|
4 \- ^кормГ - |
|
Правая часть этих графиков (М>1,6) |
представляет собой тео |
ретические значения с жКорм. Участки кривых при М<1,6 |
имеют |
ориентировочный характер. |
|
|
|
|
|
Следует отметить, что графики рис. 4.24, справедливы толь |
ко при небольших углах наклона обра |
|
|
|
зующей кормовой части к оси тела вра |
|
|
|
щения (примерно до 20°), когда сохра |
|
|
|
няется плавное обтекание. При более |
|
|
|
крутых обводах возникает срыв пото |
|
|
|
ка. В первом приближении можно счи |
|
|
|
тать, что часть тела'вращения, находя |
|
|
|
щаяся за точкой отрыва потока |
(в за |
|
|
|
стойной зоне), |
не влияет |
на |
лобовое |
Рис. 4.25. Схема |
замены |
сопротивление |
тела. На |
этом |
основа |
действительной |
кормо |
нии при расчете с Жкорм |
может |
быть |
вой |
части фиктивной |
(заштрихованная |
об |
применен следующий прием: |
|
|
ласть отбрасывается) |
а) проводится касательная к телу под углом 20° (рис. 4.25); б) часть тела за точкой касания отбрасывается; в) для оставшейся части тела определяются геометрические
параметры Х*орм и rj*opM, после чего определяется сХКоРм по рис. 4.24.
1.5. ДОННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Величина разрежения, устанавливающегося за донным сре зом корпуса, зависит от многих факторов: формы кормовой части, наличия или отсутствия хвостового оперения, реактивной струи, длины корпуса, состояния пограничного слоя, темпера туры поверхности и т. д. Поэтому создание теоретического ме тода определения донного сопротивления представляет весьма трудную задачу и при практических расчетах приходится опи раться в основном на результаты экспериментов.
Обработка экспериментальных данных при М>1 позволяет сделать следующие выводы. Если на значительной части по верхности корпуса имеется ламинарный пограничный слой, то
коэффициент донного давления Рт— |
Рлк ~Р<*> |
сильно зави- |
|
Я оо |
сит от числа Re. Однако в реальных условиях протяженность ламинарного участка на корпусе очень мала, т. е. почти весь по граничный слой является турбулентным. Опыт показывает, что в этом случае влиянием числа Re на рдн можно пренебречь.
На донное разрежение наиболее сильно влияет число М, тол щина профиля хвостового оперения и форма кормовой части корпуса.
На рис. 4.26 сплошными линиями нанесены средние экспери ментальные зависимости рда=[(М) тел вращения без суживаю-
Рис. 4.26. Зависимость коэффициента донного давления тела вра щения от числа Маха при т]Корм= і
щейся кормовой части (г)Корм=1)- Пограничный слой при всех экспериментах был турбулентным. Штрих-пунктирной линией на несена теоретическая зависимость
справедливая при наличии полного вакуума за донным срезом. Как видно из сравнения экспериментальных данных с теорети ческой зависимостью, при больших числах М донное давление близко к нулю; при М = 2 разрежение достигает примерно поло вины максимально возможной величины; при дальнейшем умень шении числа М степень разрежения быстро падает.
|
|
|
Влияние хвостового оперения особенно |
сильно сказывается |
в диапазоне чисел М от единицы до двух. |
При относительной |
толщине профиля оперения |
с= 0,10 коэффициент донного разре |
жения возрастает примерно |
в полтора раза. Если с<0,10, то для |
определения рт допустимо |
применять линейную интерполяцию |
между кривыми, нанесенными на рис. 4.26.
Анализ экспериментальных материалов показывает, что дон ное разрежение заметно уменьшается при уменьшении относи тельной площади донного среза
2
корм’
|
а в случае фиксированной |
величины |
5дн/5ф — при увеличении |
|
параметра |
D- |
|
|
|
tgö корм" |
^корм |
1 ’Ікорм |
|
2Lкорм |
2^-КОрМ |
|
|
характеризующего крутизну обводов кормовой части. В случае конической кормовой части ѲКОрм есть не что иное, как полуугол при вершине конуса.
Введем новый параметр, учитывающий одновременно и кру тизну обводов и сужение кормовой части:
2^кормтІкорм
Из сказанного выше ясно, что при увеличении этого параметра донное разрежение будет уменьшаться. Это иллюстрируется рис. 4.27, где нанесены значения коэффициента
(4.38)
(/,дн)^=і
в функции указанного параметра. Как видно, наиболее интен сивное падение донного разрежения наблюдается при неболь