Файл: Шишков А.А. Газодинамика пороховых ракетных двигателей. Инженерные методы расчета.pdf

Коэффициенты относительной боковой силы Кѵ и относитель­ ных потерь тяги К а , а также отношение RV/\AR\ =Ку/Ка д л я плоского сопла со щитком на срезе приведены в табл. 32 в за­ висимости от числа Мі потока (/г=1,2).

Таким образом, относительная боковая сила и потери тяги при погружении плоского щитка_ пропорциональны относитель­ ной омываемой площади щитка Fm, а коэффициенты пропорцио­ нальности Кѵ и К а зависят от числа Мі и /г. Качество щитка, т. е. отношение Ry/\&R\, равно приблизительно 1,7.

Рис. 43. Схема течения перед цилиндром, установленным на пластине и облекаемым сверхзвуковым потоком:

Л—скачок уплотнения в отклоненном потоке; 4—граница застой­ ной зоны; 5—линия отрыва потока; 6—хвостовой скачок уплот­ нения; 7—застойная зона за цилиндром; 8—линия, проходящая через точку максимального давления в застойной зоне

Выдвижной щиток РДТТ имеет не только верхнюю, но и бо­ ковые кромки [41]. Турбулентный отрыв потока при натекании на такое трехмерное препятствие имеет более сложный харак­ тер. В области отрыва возникают течения, параллельные линии пересечения плоскостей щитка и сопла. Трехмерные эффекты становятся особенно существенными, если высота щитка превы­ шает размах в 5 и более раз (рис. 43). Например, в случае обте­ кания достаточно высокого цилиндра, установленного на пла­ стине, длина зоны отрыва (расстояние от передней кромки ци­

111

Боковая сила при вдуве вторичной струи складывается из равнодействующей сил давления dRv р и собственной реактивной силы dRm = !BTdG.

где рвт— давление во вторичной струе; F-ач ■— площадь сопла вторичной струи.

В соответствии с этим удельный боковой импульс струйного органа управления равен (табл.35)

=/вТ'

Из результатов расчета Іѵ по изложенной линейной теории и сравнения с опытными данными (экстраполированными к зна­ чениям dG?xO) следует:

114

Таблица 35

ния твердого топ­ лива

—линейная теория дает удовлетворительное описание зави­ симости боковой силы от газотермохимических факторов;

—удельный боковой импульс, возникающий при вдуве рабо­ чего тела в закритическую часть сопла, в несколько раз выше собственного удельного импульса вторичной струи /вт; коэф­

фициент усиления для газовой вторичной струи равен

(dG— М3)

=2,44-4,7;

'ПТ

—впрыск жидкостей, реагирующих с выхлопными газами, и

вдув горячих продуктов сгорания твердого топлива (из каме­ ры РДТТ) — способы, обладающие наибольшими потенциальны­ ми возможностямии.

Картина отклонения части сверхзвукового потока вторичной струей аналогична картине обтекания препятствия, установлен­ ного на стенке (см. рис. 42, в). Перед проходящей по всему пло­ скому соплу поперечной щелью, через которую вдувается вто­ ричная газовая струя, образуется отрывная зона с возвратными течениями. Повышение давления в косом скачке, отходящем от вершины клинообразной отрывной зоны, приближенно равно РгІРі = 1+ 0,5Mi, где Mi — число Маха перед линией отрыва [77].

Длина отрывной зоны, как и прежде, пропорциональна высо­ те проникновения вторичной струи: Ita (4,2-=-4,5)/гСТр- Высоту проникновения /гстр можно определить из равенства количества движения струи в поперечном направлении ее сопротивлению основному потоку, т. е.

°вт'г'иг= [(!+ ?) Р г ~ аРЛ Астр.

где (l+ ß )p 2 — среднее давление на переднюю грань контроль­ ной поверхности, ограничивающей вторичную струю, причем

і + ( й — і)М?/4

115