ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы О бифуркации аэродинамического качества V-образных крыльев при гиперзвуковом вязком взаимодействии Остапенко из "Механика жидкости и газа Избранное " В [1] изучено влияние угла раскрытия 27 У-образного крыла — нижней поверхности треугольного в плане волнолета на его аэродинамическое качество К при заданных удельном объеме г и коэффициенте подъемной силы Су. Расчеты проводились с использованием конической модели толщины вытеснения пограничного слоя [2, 3] (рис. 1, штриховые линии около крыла) на режимах обтекания с присоединенной к передним кромкам ударной волной. Число Маха невозмущенного потока М = 20, число Рейнольдса, вычисленное по длине корневой хорды крыла, Ке = 5 10 (ламинарный пограничный слой). [c.673] Решение рассматриваемой изопериметрической задачи при постоянных параметрах потока, даже в классе V-образных крыльев с заданным углом 7, сталкивается со значительными трудностями, обусловленными не столько необходимостью проведения массовых параметрических расчетов обтекания крыльев на разных и заранее неизвестных в силу условия Су = onst режимах, сколько из-за не-разрешенности вопросов существования и единственности. Поэтому г и Су не задаются, а рассчитываются для некоторой последовательности волнолетов с плоской нижней поверхностью (7 = тг/2) [1]. Такой подход позволил при 7 G [тг/2, 7 ] получить зависимости К ) (рис. 1, штриховые кривые 1-4) и сравнить аэродинамическое качество V-образного крыла с аэродинамическим качеством эквивалентного плоского треугольного крыла на режимах обтекания с присоединенной на передних кромках ударной волной. [c.674] Отметим, что интервал изменения угла 7 ограничен минимальным значением 7 , до которого проводился расчет Х(т, 7) [1]. При 7 1т ухудшалась сходимость итераций по а при отыскании корня изопериметрического условия Су т 7, а) = onst, причина чего будет ясна из дальнейшего. Таким образом, согласно результатам [1] поиск зависимости К ) в рамках изопериметрической задачи с заданными т ж Су при 7 7 стандартными приемами оказался затруднительным и потребовал создания специальных подходов. [c.674] Такой подход принципиально упрощает поиск зависимости (т(т, (Те, 7), избавляя от необходимости численного решения задачи обтекания V-образного крыла на каждой итерации. Получив зависимость 0 (7) в задаче (3), затем достаточно провести ограниченное число численных расчетов обтекания V-образных крыльев, соответствующих некоторой последовательности эквивалентных волнолетов с уже известными геометрическими параметрами, чтобы составить представление об истинном поведении величин Су (7) и К (7). [c.676] Наименьший разброс значений Су существует у крыльев со зна-ЧСНИСМ OLq 11.3° (штриховая кривая 1 на рис. 3, а), полученным по параметрам, реализующимся в задаче (2) при Су = Су и 7 = 80°. Ему же отвечает и наименьшая из зависимостей т(7) в задаче (3). Это показывает, что предложенная методика перехода от изопери-метрической задачи (2) к задаче (3) оказывается эффективной при малых Су (рис. 1, кривые 1 и К1) и, следовательно, малых углах а, которые представляют наибольший интерес для несущих форм. [c.678] Таким обратом, поиск формы нижней поверхности треугольного в плане волнолета, обеспечивающей максимум аэродинамического качества при заданных удельном объеме и коэффициенте подъемной силы, в классе V-образных крыльев стандартными приемами в рамках представлений о непрерывной зависимости К от параметров привел бы, например, в случае Су 0.121 к оптимальному решению при угле 7 = 80° (см. значки 2 на рис. 1) с превышением аэродинамического качества по отношению к его величине у эквивалентного волнолета с плоской нижней поверхностью на 3%. Наличие же бифуркации К приводит, например, при 7 = 32° к существованию трех волнолетов с одинаковым углом раскрытия V-образного крыла, но с разными углами а и [3. Причем, если форма волнолета, соответствующая меньшему скачку бифуркации К, обеспечивает увеличение аэродинамического качества по сравнению с волнолетом, имеющим нижнюю поверхность в форме треугольной пластины, на 22.5%, то форма волнолета, соответствующая большему скачку в бифуркации К, — более чем на 35.5%. [c.678] В целом предложенная методика перехода от изопериметрической задачи (2) к задаче (3) в условиях гиперзвукового вязкого взаимодействия и на режимах обтекания У-образного крыла — нижней поверхности волнолета с присоединенной на передних кромках ударной волной позволила провести анализ аэродинамического качества во всей области допустимых значений угла раскрытия крыла и установить, что в случае непрерывной зависимости К от параметров замена плоской нижней поверхности волнолета на У-образное крыло может приводить к увеличению К не на 18% [1], а более чем на 25%, а в области бифуркации — более чем на 35%. Максимальные значения К достигаются в окрестности звуковых режимов течения на передних кромках крыла. [c.679] Вернуться к основной статье