ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Интегральные характеристики сопел из "Аэрогазодинамика реактивных сопел " Более любопытно ведет себя распределение давления по сверхзвуковой части сопел с одинаковой формой критического и выходного сечений квадратной или прямоугольной (рис. 6.15). [c.279] При практически одинаковой относительной плогцади среза, что и у эквивалентного осесимметричного сопла 2,05), максимальный угол коничности у этих вариантов сопел был близок к углу коничности осесимметричного сопла (0 — 10°). Однако распределение давления в сечениях, соответствуюгцих значению этого угла у трехмерных сопел, не совпадает с уровнем давления по сверхзвуковой части осесимметричного сопла и, кроме того, изменение давления по длине сверхзвуковой части трехмерного сопла может быть немонотонным, как это имеет место, например, для сопла с квадратной формой поперечного сечения в угловой меридиональной плоскости (С-5В на рис. 6.15). [c.279] Немонотонность распределения давления по сверхзвуковой части сопел с квадратным или прямоугольным поперечным сечением свидетельствует об образовании локальных зон разгона и торможения потока. [c.279] В дозвуковой части распределения давления в различных меридиональных плоскостях трехмерных сопел близки между собой и достаточно близки к распределению давления для осесимметричного сопла, что свидетельствует о более слабом влиянии трехмерности формы канала на течение в дозвуковой части при условии одинаковости степени JIOджaтия канала сопел от входа до критического сечения у всех вариантов —4,3). [c.279] Немонотонность распределения давления в различных меридиональных плоскостях трехмерных сопел получается также и по результатам расчетов невязкого течения в таких соплах с использованием программы работы [85]. Сравнение измеренного и расчетного распределения давления показывает их достаточно удовлетворительное согласование (рис. 6.16). [c.279] Измерение расходных и тяговых характеристик трехмерных сопел проводилось по методике, которая используется при экспериментальных исследованиях круглых сопел. В качестве эталонных были взяты соответствуюгцие круглые звуковые сопла, которые были рассмотрены в главе П. Все расходные и тяговые характеристики эталонных сопел определялись по параметрам в критическом сечении сопла. Коэффициент расхода эталонного круглого звукового сопла [1 = 0,995, относительный импульс — / = 0,997. Измеренные расходные и тяговые характеристики трехмерных сопел включали потери давления в трехмерных дозвуковой и сверхзвуковой частях по сравнению с эталонными звуковыми соплами. Велтйны коэффициентов расхода [1 , относительного импульса /с и потерь тяги АР девяти первых вариантов сопел из таблицы на рис. 6.4, полученные по результатам неоднократных измерений, представлены на рис. 6.17 и 6.18 в зависимости от степени понижения давления в соплах тг . [c.279] Коэффициенты расхода [1 и относительного импульса всех приведенных в таблице на рис. 6.4 вариантов трехмерных сопел даны на рис. 6.19. [c.281] Характеристики сопел приведены двумя группами столбики без штриховки соответствуют круглому критическому сечению, а заштрихованные — прямоугольному иди квадратному критическому сечению сопел. Следует отметить, что все варианты сопел имели близкие значения плогцади критического сечения (степень сужения от входа до критического сечения 4,3), но разную форму сужающейся дозвуковой части. Тем не менее, результаты экспериментальных исследований, приведенные на рис. 6.19, достаточно убедительно свидетельствуют о том, что форма дозвуковой части (круглая, квадратная, прямоугольная с различным соотношением ширины к высоте критического сечения кр/ р) не является определяющим параметром для величины коэффициента расхода [1 . Все варианты с трехмерным критическим сечением имеют величину коэффициента расхода [1 , в пределах 0,5%, близкую к величине [1 сопел с круглой сужающейся дозвуковой частью, которая конструктивно была выполнена одной и той же для всех вариантов левой группы на рис. 6.19 и для которых разброс данных по коэффициенту расхода укладывается в тот же диапазон 0,5%. [c.281] Целесообразно более детально рассмотреть влияние трехмерности (или неосесимметричности) сверхзвуковых конических сопел, объединяя их в некоторые отдельные специфические группы. [c.282] Наиболее вероятной причиной этого относительно небольшого увеличения потерь импульса или минимальных потерь тяги является наличие большего по сравнению с интегральным углом коничности сверхзвуковой части 0 (или по сравнению с углом коничности 0 = 10° эквивалентного сверхзвукового осесимметричного сопла) местного угла коничности в угловых зонах 0 = 15,7° у сопла с квадратным и = 21,7° у сопла с треугольным выходными сечениями. [c.283] Приведенные на рис. 6.21 данные свидетельствуют о том, что при сохранении относительной плогцади среза и интегрального угла коничности сверхзвуковой части форма поперечного сечения трехмерных сопел не является определяюгцим фактором при обеспечении низкого уровня потерь импульса или тяги. [c.285] Потери импульса и минимальные потери тяги трехмерных сопел сведены в общую диаграмму на рис. 6.22. Приведенные на диаграмме результаты экспериментальных исследований позволяют сделать следующие выводы. Характеристики вариантов С-1, С-2, С-3, С-5, С-6 показывают, что при примерно одинаковых значениях относительной площади среза сопла 2,05 и интегрального угла коничности 0с 8,5-10°, если степень сплюснутости среза невелика 2 и нет большого отличия в значениях максимального и минимального углов коничности, потери импульса (тяги) трехмерных сопел могут быть соизмеримы с характеристиками эквивалентного осесимметричного сверхзвукового сопла. Форма поперечного сечения канала трехмерных сопел при этом не является определяющим фактором, который резко мог бы ухудшить характеристики трехмерных сопел с различным способом перехода от круглого входного сечения к трехмерному выходному сечению. Сочетание формы критического сечения с формой выходного сечения при этом может быть достаточно разнообразным круглой, квадратной, прямоугольной, треугольной. [c.285] Первая (самая нижн51я) кривая характеризует трехмерные сопла с небольшим отношением 1. Вторая, более крутая, характеризует сопла с подобными (прямоугольными) поперечными сечениями от критического сечения до среза сопла. Третья, наиболее крутая зависимость соответствует переходу от круглого критического сечения к прямоугольному или овальному, т. е. отражает максимальную неравномерность течения в сверхзвуковой части. Поэтому приведенные выше результаты позволяют при некоторых ограничениях на длину 4 сверхзвуковой части трехмерного сопла выбрать удлинение, форму и степень сплюснутости выходного сечения, которые обеспечивают приемлемый уровень потерь импульса и тяги по сравнению с эквивалентным осесимметричным сверхзвуковым соплом. При этом в случае того же ограничения на длину 4 увеличение степени сплюснутости 2 может привести к заметному ухудшению тяговых характеристик в связи с наличием больших местных углов коничности сверхзвуковой части. [c.287] Это свидетельствует о том, что локальные особенности течения на отрывных режимах оказывают гораздо меньшее воздействие на интегральные характеристики трехмерных сопел, чем это имеет место на расчетном, т. е. безотрывном режиме течения. [c.288] Вернуться к основной статье