Файл: Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник.pdf

ветствующая критическому числу М, лишь своей вершиной сопри­ касается с исходной полярой, построенной без учета сжимаемости воздуха.

В диапазоне чисел от М 1 ф до некоторого числа М^, ко­

торому соответствует максимум коэффициента сх0, увеличение сх0 обусловливает перемещение вершины поляры вправо, а возраста­ ние коэффициента индуктивности — увеличение ее наклона вправо.

При еще больших числах.М„ коэффициент сх0 начинает умень­ шаться и вершина поляры снова отодвигается влево. Так как при этом коэффициент индуктивности крыла продолжает возрастать, то увеличивается и наклон поляры в сторону больших значе­ ний сх.

§ 4.14. Аэродинамические характеристики фюзеляжа

Фюзеляж предназначен для соединения всех частей самолета и размещения кабин экипажа, топливных баков, основной массы

Основными критериями геометрического подобия фюзеляжа, влияющими на его аэродинамические характеристики, являются:

— удлинения фюзеляжа и его частей:

" м

где dM — диаметр миделева (т. е. максимального поперечного) се­ чения;

угол go конусности носовой части;

138

относительная донная (кормовая) площадь:

где d}l — диаметр донного среза.

При определении аэродинамических коэффициентов изолиро­ ванного фюзеляжа действующие на него силы относят к площади

Коэффициент сопротивления трения фюзеляжа, как и для крыла, определяется через коэффициент трения пластинки cf:

при обтекании тела вращения линии тока отклоняются симме­ трично во все стороны. Поэтому при таком же профиле сужение струек около фюзеляжа значительно меньше, а следовательно, критическое число М больше и волновой кризис протекает мягче, чем у крыла. Для сверхзвуковых самолетов обычно М к р ф=^0,95 .

139

На сверхзвуковых режимах сопротивление <2ф б имеет волно­ вую природу и обусловлено повышением давления на головных скачках уплотнения и падением давления в локальных зонах волн

щая упомянутых выше сил трения уравновешена суммарной силой разрежения. При сверхзвуковом обтекании донное сопротивление увеличивается, так как расширение внешнего потока за обрезом фюзеляжа (рис. 4.43) уже само по себе сопровождается паде­ нием давления.

Форму фюзеляжа всегда стремятся сделать такой, чтобы его суммарное сопротивление было возможно меньшим. При дозву­ ковом обтекании основную часть сопротивления составляет сопро­ тивление трения. Поскольку обработка внешних поверхностей со­ временных самолетов уже доведена до такого уровня, когда она практически не влияет на величину с/, то уменьшить сопротив­ ление трения можно только путем сокращения трущейся о воздух боковой поверхности фюзеляжа. Диаметр миделева сечения обыч­ но определяется габаритами кабин, грузовых отсеков, двигателя. Следовательно, сокращение боковой поверхности фюзеляжа воз­ можно только за счет уменьшения его удлинения. При этом не­ обходимо, чтобы угол конусности хвостовой части не превышал

величины 3—4° на сторону. В противном случае градиенты •—• на

140

задних скатах фюзеляжа становятся столь большими, что вызы­ вают остановку пограничного слоя, следствием чего может быть срыв потока и, уж во всяком случае, интенсивное вихреобразование, обусловливающее резкий рост сопротивления давления. Фор­

для которых характерны плавные обводы и большое удлинение

зеляже, из-за чего в него приходится включать достаточно длин­ ную цилиндрическую часть. Давление на носовой части фюзеляжа определяется интенсивностью головных скачков уплотнения, кото­ рая тем выше, чем больше угол pV Следовательно, для уменьше­ ния волнового сопротивления носовой части фюзеляжа нужно увеличивать ее удлинение Хн. Но при этом увеличиваются боковая поверхность носовой части и пропорциональное ей сопротивление

противления. Чем больше число М , , тем большую роль в общем балансе сопротивления носовой части фюзеляжа играет волновое

режения. Поэтому увеличение угла конусности кормовой части меньше влияет на коэффициент ее волнового сопротивления и тем меньше, чем больше число М^. В результате при увеличении удлинения Хк рост сопротивления трения обычно не окупается па­ дением сопротивления давления. Более того, уже при М Ю =2-J-2,5 сумма сопротивления трения и сопротивления давления боковой поверхности кормовой части фюзеляжа примерно равна донному сопротивлению. В этих условиях целесообразно вообще отказаться от кормовой части фюзеляжа (рис. 4.45).

141