ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Обтекание решетки профилей потоком газа со сверхзвуковой осевой составляющей скорости из "Прикладная газовая динамика. Ч.2 " При анализе сверхзвукового обтекания решеток профилей различают случаи, когда осевая составляющая скорости набегающего потока w a = w sin Pi больше и меньше скорости звука. [c.73] Здесь и далее исключаются такие сочетания чисел М, и углов атаки I, при которых в соответствии с кривыми, приведенными на рис. 3.12 гл. III, невозможно образование косого присоединенного скачка уплотнения у острой передней кромки профиля. [c.73] Условия, при которых вдоль фронта решетки образуется косой скачок, подробно рассмотрены в гл. X 3-го издания этой книги. [c.75] При отсутствии интерференции между решеткой и набегающим сверхзвуковым потокам достаточно рассматривать течение только в межлопаточных каналах и в непосредственной близости за срезом решетки. [c.76] Течение во входной части межлопаточного канала определяется взаимодействием или между косым скачком и пучком характеристик или между двумя косыми скачками (рис. 10.54). [c.76] Участки профиля, прилегающие к его передней кромке и находящиеся до точки пересечения двух скачков или скачка и пучка характеристик набегающего потока, расположены вне зоны возмущений от соседних профилей, и поэтому давление здесь такое же, как и на изолированном профиле. Распределение давления на остальной части профиля определяется взаимодействием косых скачков и волн Маха и их последовательным отражением от поверхности двух соседних профилей. Применение известного графоаналитического способа ) позволяет в общем случае больших возмущений построить распределение давлений по профилю и найти путем интегрирования величину и направление равнодействующей силы. [c.76] К о ч и н Н. Е., К и б е л ь И. А., Розе Н. В. Теоретическая гидромеханика. Т. II.— М. Гостехиздат, 1948. [c.76] Келдыш В. В. Решетки профилей в сверхзвуковом потоке Ц Сборник теоретических работ по аэродинампке.— М. Оборонгиз, 1957. [c.76] также гл. X в 3-м издании этой книги. [c.76] При положительных углах атаки критическая густота решетки пластин определяется пересечением волны Маха, идущей от передней кромки с соседним профилем. Аналогично при отрицательных углах атаки критическая густота решетки пластин определяется точкой пересечения с соседним профилем фронта косого скачка. [c.77] Интерференция между волнами Маха и скачками уплотнения возникает в этом случае только за решеткой и приводит к существенной неравномерности потока по шагу за решеткой (рис. 10.55, г). [c.77] Отсюда получаем систему двух уравнений относительно двух искомых величин Яг и рз ). Знание этих величин позволяет, согласно уравнению неразрывности, найти величину а, т. е. определить суммарные потери, включающие в себя как собственно потери, возникающие при обтекании данной достаточно редкой решетки сверхзвуковым потоком, так и потери, связанные с выравниванием потока газа в зарешеточном пространстве. [c.78] Отсутствие интерференции между решеткой и потоком со сверхзвуковой осевой составляющей скорости и главным образом возможность склеивания сверхзвуковых течений по линиям слабых и сильных разрывов послужили основой для разработки различных способов решения обратной задачи — построения сверхзвуковой решетки, поворачивающей поток на заданный угол. Один из методов построения таких решеток, указанный С. И. Гинзбургом в 1950 г., основан на использовании в общем случае системы косых скачков на входе и последующих течений Прандтля — Майера 2). Примеры такого типа решеток представлены на рис. 10.57. Они носят лишь учебный характер. [c.78] В первом случае (рис. 10.57, а) сверхзвуковой поток, набегающий на решетку под нулевым углом атаки, частично тормозится в косом скачке с последующим торможением в течении сжатия при обтекании вершины профиля. В дальнейшем течении расширения происходит разгон потока с одновременным его поворотом. [c.78] При отсутствии косого скачка на входе и использовании только изоэнтропических течений сжатия и расширения Пранд-тля — Майера получаем сверхзвуковую изоэнтроппческую решетку без волнового сопротивления (рис. 10.57, г). [c.79] ТОЧКИ л и в проводятся ВОЛНЫ Маха, ограничивающие используемую часть течения от потенциального вихря. Далее, слева от этих волн Маха, проходящих через точку А, с помощью характеристик строится течение, переводящее однородный поток с приведенной скоростью Я.1 в неоднородный с распределением скоростей по радиусу, отвечающим закону вихря (рис. 10.58, б). [c.81] Недостатком такого метода построения изоэнтропической сверхзвуковой решетки по сравнению с описанным выше способом, основанным на использовании двух течений Прандтля — Майера, является наличие диффузорного течения в выходном участке межлопаточного канала (у его вогнутой стенки), где имеется уже максимально развитый пограничный слой. [c.81] Можно представить себе также сверхзвуковую решетку, в межлопаточных каналах которой отсутствует конфузор-ный участок, а сжатие газа происходит только в скачках уплотнения. Для построения такой диффузорной решетки используем профили в форме треугольников, направив поток с заданным числом Mj параллельно стороне треугольника А О (рис. 10.61, а), угол треугольника в точке А выбираем меньше предельного угла для косого скачка при данном значении Ml. В области А 0 В ниже скачка уплотнения А О осуществляется равномерное течение газа, параллельное стенке А В, со скоростью 1ср 1 и давлением P v Р - За точкой В частицы газа попадают в область повышенного давления (р2 Рср), в связи с чем возникает второй скачок уплотнения, в котором поток снова изменяет свое направление. Вершину следующего профиля решетки помещают в точку пересечения скачков О , а грани О В и О В проводят параллельно направ-.лению потока после второго скачка. Таким образом, треугольные профили А В О и А В О располагаются параллельно. [c.82] Продолжая процесс построения этих профилей, получим бесконечную прямолинейную решетку треугольников ). Эта решетка обладает волновым сопротивлением, определяемым по известным формулам для потерь полного давления в системе из двух косых скачков. Заметим, что аналогичным путем можно получить решетку, состоящую из трапеций (рис. 10.61,6), которая имеет большую густоту, чем соответствующая решетка из треугольников. [c.82] Возможные режимы обтекания решетки потоком со сверхзвуковой осевой составляющей скорости при наличии сильных возмущений покажем на примере густых решеток из простейших сверхзвуковых профилей — плоских пластин. [c.83] Вернуться к основной статье