Гиперзвуковое обтекание тонких тел

Детальное рассмотрение задачи о гиперзвуковом обтекании тонкого тела показывает, что затупление носовой части тела вызывает существенное искажение картины распределения давлений на значительной части боковой поверхности тела. На [c.126]

При гиперзвуковом обтекании тонких тел скачки уплотнения и волны разряжения образуют малые углы с направлением набегающего потока, ввиду чего наблюдается резкое изменение параметров течения в поперечном к потоку направлении. Кроме того, поперечные составляющие возмущения скорости при переходе через ударные волны намного превосходят возмущение скорости в осевом направлении. [c.46]

ГИПЕРЗВУКОВОЕ ОБТЕКАНИЕ ТОНКИХ ТЕЛ [c.207]

Закон подобия гиперзвукового обтекания тонких тел совершенным газом [c.218]

Рассмотрим еще закон подобия нестационарного гиперзвукового обтекания тонких тел. [c.230]

Рассматриваются течения, возникающие в пространственном пограничном слое, при гиперзвуковом обтекании тонких тел на различных режимах вязкого взаимодействия. Значительное внимание уделяется вопросам, связанным с передачей возмущений вверх по потоку, а также поиску автомодельных решений. [c.187]

Использование интегральных соотношений в задаче обтекания притупленных впереди тел. Теория ударного слоя сыграла важную роль в выяснении качественных особенностей гиперзвукового обтекания тонких тел с затупленным передним концом и в получении первых решений неавтомодельных задач об обтекании таких тел. [c.198]

Прежде чем описать эти решения, остановимся на изложении приближенного метода интегральных соотношений, получившего значительное распространение при изучении гиперзвукового обтекания тонких тел и при решении других задач о течениях газа за сильными ударными волнами. [c.198]

Интересные результаты общего характера в теории гиперзвуковых течений газа, нашедшие применение при исследовании течений в соплах и струях, были получены М. Д. Ладыженским (1960, 1962), который вывел упрощенную систему уравнений установившегося изоэнергетического-гиперзвукового течения, пренебрегая местным значением величины 1/М по сравнению с единицей. Из этих уравнений, как частный случай при малом изменении направления скорости в поле течения, следуют уравнения теории гиперзвукового обтекания тонких тел, В общем случае Ладыженский рассмотрел задачу Коши для полученной им системы уравнений и показал, что при соблюдении некоторых условий область определения решения по начальным данным, заданным на конечном отрезке, становится бесконечной. При этом асимптотически течение стремится к течению от плоского или осесимметричного источника, но с переменной (в общем случае) интенсивностью от луча к лучу. [c.204]

Таким образом, установлено подобие гиперзвуковых течений у мало наклоненной плоской пластины при этом, кроме величины 7, параметром подобия является величина /С = Ма. о подобие течений около пластины представляет собой пример общего закона подобия гиперзвукового обтекания тонких тел, который будет установлен позднее. [c.406]

Таким образом, задача о пространственном гиперзвуковом обтекании тонкого тела эквивалентна задаче о плоском неустановившемся движении газа, вызываемом изменением в этой плоскости контура, который представляет собой сечение поверхности тела плоскостью Наглядно эту эквивалентность можно представить (рис. 3.23.6), если рассмотреть фиксированную в пространстве плоскость у сквозь которую пролетает со скоростью по нормали к ней обтекаемое тело. Сечение тела плоскостью у 2 представляет собой поршень , расталкивающий в стороны частицы газа. К примеру. [c.410]

Эквивалентность трехмерного гиперзвукового обтекания тонких тел плоскому неустановившемуся течению называется иногда законом плоских сечений в гиперзвуковой аэродинамике. [c.411]

О гиперзвуковом обтекании тонких заостренных спереди тел [c.116]

Результаты, полученные в 2—4, могут быть применены непосредственно к расчету гиперзвукового обтекания тонкого заостренного спереди тела, так как течение у поверхности такого тела представляет собой либо течение за косой ударной волной (при положительном угле отклонения потока), либо в плоской задаче течение Прандтля — Майера (при отрицательном угле отклонения потока). [c.116]

При гиперзвуковых скоростях обтекания можно свести двумерную задачу обтекания тонкого тела к автомодельной одномерной задаче о сильном взрыве. Из анализа уравнений и теории подобия следует, что обтекание тела происходит так, как будто в каждом слое независимо от других имеет место вытеснение газа непроницаемым подвижным поршнем в направлении,, перпендикулярном движению тела, т. е. решение стационарной задачи аналогично решению некоторой нестационарной задачи с соответствующими заменами переменных. Эту теорию называют нестационарной аналогией, а соответствующий метод расчета — законом плоских сечений. [c.63]

Рассмотрим задачу обтекания тонкого тела, совершающего угловые колебания относительно некоторого центра вращения с малой угловой скоростью и ускорением, гиперзвуковым потоком газа. Для этого введем декартову связанную систему координат х, у, z) и инерциальную систему оси которой совпадают в момент времени t = О с одноименными осями (х, у, z) (см. рис. 4.1). Тело считаем тонким, так что относительный максимальный поперечный размер т = d/l <С 1 (d — максимальный поперечный размер, I — длина тела). [c.46]

При обтекании тонких тел гиперзвуковым потоком газа под малыми углами атаки (sin а а) возмущенное поле течения располагается в тонком ударном слое R т ) вблизи поверхности тела. [c.50]

Первые три величины являются известными параметрами подобия при обтекании тонких тел гиперзвуковым потоком газа под большими углами атаки, полученными В. В. Сычевым. Последние определяют подобие нестационарного движения тела. [c.57]

Результаты расчетов нестационарного обтекания круговых конусов обработаны в критериях подобия, которые в соответствии с гиперзвуковой теорией тонких тел для малых углов атаки при одинаковых значениях показателя адиабаты 7 имеют вид [c.97]

Движение с очень большими сверхзвуковыми скоростями. Гиперзвуковые течения и обтекание тонких тел. В современной газовой динамике, имеющей дело со скоростями порядка нескольких километров в секунду, возникает много теоретических и практических вопросов, требующих изучения движения газа при очень больших значениях числа Моо. Обтекания с очень большими сверхзвуковыми скоростями обладают рядом специфических особенностей. В 14, а также в 19 мы уже обратили внимание на некоторые характерные свойства движений, в которых 1. В настоящем [c.206]

Эта глава посвящена исследованию гиперзвукового обтекания тонких заостренных тел с малым местным углом атаки поверхности, т. е. при условиях [c.207]

Таким образом, при обтекании тонких тел гиперзвуковым потоком угол наклона скачка уплотнения оказывается малым. [c.208]

И.1. Влияние носка на гиперзвуковое обтекание тонкого притупленного тела [c.250]

Рис. 11.1. Удар ные волны, характеристики, высокоэнтропийный слой и распределение давления при гиперзвуковом обтекании тонкого притупленного тела

В монографии Г. Г. Черного показано, что область действия закона подобия для гиперзвукового обтекания тонкого тела ожп-вальнои формы приблизительно определяется следующими гра-цицамп [c.116]

При гиперзвуковом обтекании тонкого тела с затупленной носовой частью образуется отошедшая ударная волна, в передней части которой давление возрастает настолько сильно, что даже при малых размерах затупления аэродинамическое сопротивление может сугцественно увеличиться. Мимо этого факта нельзя пройти в связи с тем, что реальные тела (крылья, фюзеляжи, корпуса ракет) всегда бывают затуплены. Осухцествить полет идеально заостренного тела нельзя хотя бы потому, что при больших скоростях полета нагревание воздуха около носовой [c.124]

Ранее был получен важный результат, на который теперь обратим особое внимание при гиперзвуковом обтекании тонких тел возмущение (дефект) продольной скорости имеет более высокий шорядок малости, чем поперечной, а именно [c.213]

Таким образом, стационарному гиперзвуковому обтеканию тонкого тела можно сопоставить математически и физически эквивалентное нестационарное течение, вызываемое поршнем, закон расширения которого следует из формы исходного тела заменой л на Uoot. Все параметры (кроме Uoo—и) в стационарном течении в плоскости л = onst и в эквивалентном нестационарном в момент времени t xfUoo будут одинаковыми. [c.215]

В краткой заметке, относящейся к 1947 г., У. Д. Хейз см. ссылку на стр. 183) указал на эквивалентность задачи о гиперзвуковом обтекании тонкого тела и задачи о неустановившемся плоском движении газа, возникающем при расширении поршня соответствующей формы. Таким путем закон подобия Цяня был обобщен на случай обтекания тонких тел произвольного поперечного сечения со скачками уплотнения, вызывающими появление вихрей. Это обобщение имеет важное значение, так как при большой сверхзвуковой скорости нельзя пренебрегать вихреобразованием в скачках уплотнения. [c.184]

Из анализа величины отдельных членов в уравнениях движения, в условиях на скачке и на поверхности тела, следует, что с точностью до величины + т/М по сравнению с единицей все эти соотношения после замены координаты х через Vt эквивалентны соотношениям, описывающим неустановившееся движение газа в плоскости, нормальной направлению движения тела. Это свойство гиперзвукового обтекания тонких тел было названо Ильюшиным законом плоских сечений. Он отметил, что закон плоских сечений будет иметь место и при неустановившемся движении, если на пути порядка размера тела его продольная скорость изменится на величину попядка не более t F, а поперечные скорости будут по порядку не более xV [c.185]

Скольжение в пограничном слое проявляется на тонких телах при горячей стенке, т. е. когда температура стенки соизмерима с температурой торможения Го На тупых телах скольжение становится заметным лишь при столь малых числах Рейнольдса, когда уравнения пограничного-слоя уже неприменимы. При гиперзвуковом обтекании тонких тел и наличии сильного взаимодействия скольжение оказывает влияние, многоменьшее влияния взаимодействия (см., например, В. С. Галкин, 1963). Более существенное влияние скольжение оказывает на течение в соплах, предназначенных для создания гиперзвуковых потоков разреженного газа. Если температура стенки сопла то скольжение оказывает [c.428]

Довольствуясь по необходимости этими краткими соображениями относительно плоского гиперзвукового обтекания тонких тел, отсылаем ннтересуюп-шхся к имеющимся специальным монографиям по этим вопросам ). Некоторые дополнения, касающиеся гиперзвукового обтека-[ШЯ тонких тел вращеиия и тонких крыльев конечного разма.ха, будут даны в следующей, седьмой главе. [c.321]

Итак, задача обтекания заостренного тела в гиперзвуковом приближении оказывается равносильной задаче о неустановившемся движении газа, возникающем под действием поршня, вдвигающегося в покоящийся газ по заданному закону (И) и порождающего впереди себя ударную волну. В этом смысле говорят о поршневой аналогш1 (или поршневом приближении) при гиперзвуковом обтекании тонких тел. Эта аналогия поясняется на рис. 1, где выделена полоса, играющая роль трубы, в которой по состоянию 1 распространяется ударная волна (элемент головного скачка), когда поршень (элемент поверхности тела) вдвигается в газ 1. При этом полоса считается неподвижной, а тело — движущимся в отрицательном направлении оси х со скоростью ( . Можно показать (см. [11]), что поршневая аналогия справедлива не только для плоскопараллельного обтекания, но также и в общем случае пространственного обтекания с большим числом Маха тонкого тела сложной конфигурации. При этом требуется выполнение только одного условия всюду в потоке параметр К конечен и имеет порядок единицы. [c.312]

А. А, Ильюшиным и У. Д. Хейзом в 1947 г. аналогии между обтеканием тонких тел установившимся гиперзвуковым потоком и некоторым неустано-вившимся течением в пространстве с меньшим числом измерений (закон плоских сечений). Результаты Цянь Сюэ-сеня и У. Д. Хейза были обобщены на случай трехмерного течения при наличии ударных волн и вихреобразований (Г. М. Бам-Зеликович, А. И. Бунимович и М. П. Михайлова — 1948) [c.336]

Закон плоских сечений и закон гиперзвукового подобия существенно упростили постановку и решение задач гиперзвукового обтекания тонких заостренных тел, и методы их экспериментального исследования. Пользуясь законом подобия, можно было на основании опытов при некоторых скоростях с моделями, аффинноподобными натурному телу, получить аэродинамические данные исходного тела при больших сверхзвуковых скоростях. [c.336]

Это позволяет в рамках приближенных теорий (закон плоских сечений или нестационарной аналогии) сводить задачу трехмерного (в общем случае) стационарного обтекания тонкого тела к двумерной нестационарной. Эти идеи были положены в основу создания метода искривленных тел в задачах о нестационарном обтекании тонких тел гиперзвуковом потоком. Метод искривленных тел заключается в замене нестационарного обтекания какого-либо тела стационарным обтеканием другого тела, полученного из первоначального соответствующим искривлением его формы. Впервые этот метод предложен профессором В. П. Ветчинкиным и использован в работе Г. А. Гуржиенко. В дальнейшем этот метод распространен на случай обтекания тонких тел под большими углами атаки, предложен метод расчета не стационарных аэродинамических характеристик с учетом реальных свойств воздуха и произвольных форм носка. [c.46]

Первые три параметра здесь представляют собой известные критерии подобия при стационарном обтекании тонких тел гиперзвуковым потоком под малыми углами атаки. Последние параметры определяют подобие нестационарного движения тонкого тела с малыми скоростями и впервые получены в работе Г. Ф. Теленина. [c.54]

Невязкая часть возмущенной области течения должна быть рассмотрена на основании гиперзвуковой теории малых возмущений [Хейз У.Д., Пробетин Р.Ф., 1962 Черный Г.Г., 1959 Гиро Ж., 1965]. Для исследования обтекания гиперзвуковым потоком тонкого тела, образованного толщиной вытеснения пограничного слоя вводим следующие координаты и функции [c.144]

В рамках классической теории пограничного слоя [Prandtl L., 1904] задача об асимптотическом состоянии вязкого течения около твердого тела при больших числах Рейнольдса приводит к исследованию областей внешнего невязкого потока и пограничного слоя. Пограничный слой описывается системой уравнений параболического типа, а внешний поток при сверхзвуковых скоростях — системой гиперболического типа. Решения краевых задач для таких систем обладают тем свойством, что распределение искомых функций в некоторой области пространства определяется краевыми условиями на границе, лежащей вверх по потоку от этой области. Такая ситуация имеет место, например, при обтекании тонкого тела потоком с умеренной сверхзвуковой скоростью или в случае гиперзвукового обтекания, если только взаимодействие пограничного слоя с внешним потоком является слабым. Однако если краевые условия заранее неизвестны и подлежат определению при совместном решении задач для обеих областей, то ситуация будет иной. Это относится, в частности, к течению со свободным взаимодействием в области, расположенной перед точкой отрыва потока [Нейланд В. Я., 1969, а глава 1] или перед донным срезом тела [Матвеева Н.С., Нейланд В.Я., 1967 глава 3], а также к гиперзвуковому обтеканию пластинки конечной длины [Нейланд В. Я., 1970] и течению около треугольного крыла при сильном взаимодействии [Козлова И.Г., Михайлов В.В, 1970]. В таких задачах внешнее течение, а значит, и давление в пограничном слое, определяется распределением толщины вытеснения пограничного слоя, которое выражается интегральным образом через искомые функции этого слоя. Следствием интегро-дифференциального характера задачи является то, что возмущения, задаваемые в плоскости симметрии треугольного крыла, могут распространяться по потоку вплоть до его передних кромок. [c.187]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...