Особенности сверхзвукового обтекания

Основной особенностью сверхзвукового обтекания заостренных тел вращения является образование вблизи лобовой части тела поверхности разрыва, при известных условиях имеющей форму присоединенного конического скачка уплотнения. Как об этом можно заключить [c.431]

Особенности сверхзвукового обтекания крыльев [c.297]

Особенности сверхзвукового обтекания [c.263]

Основная причина сильного снижения аэродинамического качества при сверхзвуковом обтекании — отсутствие подсасывающей силы, кото<рая при дозвуковом обтекании значительно уменьшает силу лобового сопротивления самолета (см. гл. 2, 4 и 13), особенно на больших углах атаки. [c.87]

Интересная особенность течения в сопле с цилиндрической обечайкой состоит в образовании на центральном теле местной дозвуковой зоны. Торможение потока вызвано его поворотом против часовой стрелки и уменьшением площади кольцевой трубки тока. Известно 14], что при сверхзвуковом обтекании произвольных задних кромок остроконечных тел вращения второй эффект становится определяющим. В пределах точности счета торможение газа происходило без образования ударных волн. [c.131]

С развитием вычислительной математики и техники стали простыми многие ранее неразрешимые задачи газовой динамики. В связи с этим автор стремился избегать громоздких приближенных методов, хотя и эффективных в прошлом, ставя основной задачей на простых допускающих аналитическую обработку примерах или с помощью законов подобия дать представление об общей картине и особенностях гиперзвукового (а часто и умеренно сверхзвукового) обтекания основных классов тел и о влиянии на это обтекание реальных свойств газа. Для иллюстрации положений гиперзвуковой теории широко использованы результаты точных численных решений или экспериментов. [c.4]

Другой особенностью сверхзвукового потока является, как известно из опыта, возможность возникновения ударной волны. Так называется волна значительного уплотнения среды, связанного с резким повышением давления и температуры при этом практически скачкообразное изменение параметров происходит в очень тонком слое среды и сопровождается потоком вещества через этот слой. Ударные волны возникают при обтекании тел сверх- [c.511]

Невозможность предварительной перестройки, подготовки потока при подходе к препятствию является главной особенностью сверхзвукового потока. На рисунке 8. 18 показана картина обтекания входной части воздушно-реактивного двигателя при полете со сверхзвуковой скоростью. Видно, что линии тока в набегающем потоке воздуха не отклоняются заранее и не изменяют своего направления до тех пор, пока они не пересекают линии скачков уплотнения. Отклонение потока происходит внезапно, резко и только в той области, куда распространяются возмущения. [c.158]

При увеличении скорости обтекания, когда зона распространения возмущений сужается и линия Маха располагаются позади передних кромок, как это показано на рис. 8,1.3, б, нормальная составляющая скорости становится больше звуковой. На самом деле из рис, 8.1,3. 6 видно, что угол наклона линии возмущений <п/2—X, следовательно, sin i = l/M ,< os х и поэтому = Veo OS х>а . Такая передняя кромка называется сверхзвуковой, Обтекание сечений крыла в области передней кромки носит сверхзвуковой характер, особенностью которого является отсутствие взаимодействия между нижней и верхней поверхностями. [c.298]

Этот случай движения приемника представляет особый интерес и вместе с тем особые трудности для теоретического расчета. Эти особые трудности связаны с тем, что ко всем сложностям задачи об обтекании тела присоединяются еще особенности сверхзвукового движения — существование скачков уплотнения, происхождение которых мы пояснили в 19. Здесь мы не хотим претендовать на решение поставленной задачи и ограничимся, помимо некоторых общих соображений, разбором идеализированного, простейшего случая, могущего служить отправной точкой для более подробного анализа проблемы приемника, движущегося со сверхзвуковой скоростью. [c.192]

Особенности сверхзвукового осесимметричного обтекания кругового конуса. На рис. 12.8, а и рис. 12.8, б для наглядности совмещены конические (сверху) и плоские (снизу) течения (Мн=2) при равных полууглах конуса и [c.227]

Существуют модели течения, особенно при обтекании рабочих решеток периферийных сечений паровых турбин, когда поток как на входе в решетку, так и на выходе из нее сверхзвуковой. Для такого случая в работе [6.44] систематизированы различные модели течения. Различие зависит главным образом от того, происходит ли запирание потока или нет. Методика расчета обтекания решетки, имеющей сверхзвуковую осевую составляющую приведенной скорости потока на выходе, дана в работе [6.45]. Течение на входе в решетку считается безвихревым и изэнтропическим. Поток в этой области (рис. 6.8) имеет одно семейство прямолинейных волн Маха, начинающихся далеко перед решеткой. Параметры потока вдоль этих линий постоянны. [c.185]

Расчет параметров обтекания. Характерной особенностью сверхзвуковых газовых течений является возникновение в них скачков уплотнения и линий слабых возмущений (линий Маха). От этого зависят величина и распределение параметров сверхзвукового обтекания, таких как скорость, давление, температура и др. Если экспериментальным путем найдена система скачков и линий Маха, то можно определить указанные параметры, характеризующие обтекание заданной поверхности, в частности профиля крыла. Рассмотрим некоторые методы этого определения. [c.209]

Эти особенности обтекания крыльев сверхзвуковым потоком приводят к возникновению на их поверхности различных областей влияния, что проявляется в изменении соответствующих аэродинамических характеристик. [c.214]

На практике, как правило, не встречаются простейшие виды течений, описанные выше. В силу конструктивных особенностей и из-за необходимости теплозащиты затупляют острые кромки и возникает задача расчета обтекания затупленного тела, например клина или конуса (рис. 2.9, д). При сверхзвуковых скоростях обтекания возникает сильная ударная волна AG, в которой поток первоначально тормозится до дозвуковых скоростей в окрестности затупления, а затем ускоряется вдоль тела с переходом через скорость звука (линия D). На достаточно больших расстояниях от затупления угол наклона ударной волны асимптотически приближается к углу наклона ударной волны возникающей при обтекании клина (конуса) с тем же углом м. На поверхности тела на достаточном удалении от затупления значение давления также приближается к давлению на соответствующем клине (конусе). [c.63]

Важнейшей особенностью механизма конденсации слабо перегретого, насыщенного или влажного пара в решетках турбин является его нестационарный характер. Нестационарность конденсационного процесса обусловлена различными причинами газодинамическими особенностями обтекания решеток при дозвуковых и сверхзвуковых скоростях взаимодействием решеток в ступенях [c.78]

Характерной особенностью обтекания решеток потоком со сверхзвуковыми скоростями является также наличие режимов течения, при которых происходит так называемое запирание каналов. Это имеет место в двух случаях — когда [c.177]

Н. т. наблюдается при обтекании тел, течении в струях и соплах, особенно при околозвуковых и сверхзвуковых скоростях. Напр., хим. реакции в соплах реактивных двигателей протекают неравновесно, поскольку характерное время реакций сравнимо с временем прохождения объёма газа через сопло. [c.328]

В условиях реального обтекания подсасывающая сила меньше силы дополнительного сопротивления. Она снижается особенно значительно при крутых внешних обводах воздухозаборника, приводящих к сильному искривлению струек тока и к появлению отрыва потока на его внешней поверхности, как это показано на рис. 8.5. При острых входных кромках (дозвуковое обтекание сверхзвукового воздухозаборника) подсасывающая сила становится весьма незначительной. [c.249]

Рассмотрим теперь некоторые задачи обтекания аэродинамических решеток сверхзвуковым потоком. Сначала обратим внимание на некоторые особенности. Пусть аэродинамическая решетка из тонких пластин обтекается сверхзвуковым потоком с нулевым углом атаки. Возможны три характерных рел<има обтекания. [c.129]

Совпадение кривых, характеризующих сверхзвуковое обтекание, хорошее. Напротив, при дозвуковом режиме (М=0,722) участок кривой, отвечающий кормовой области, лежит выше кривой Стентона. Этого и следовало ожидать, так как опыты Ствнт0 н а проводились в закрытом канале. Из вестно, что в этих условиях стенки канала могут оказывать существенное влияние на распределение коэффициента давления. Сопоставляя гидродинамические картины обтекания цилиндра до- и сверхзвуковым потоком (рис. 1), легко обнаружить известные особенности сверхзвукового обтекания [Л. 2, 3]. Если выделить главные особенности, то они сводятся к следующему [c.494]

Основной особенностью сверхзвукового обтекания заостренных тел вращения является образование вблизи лобовой части тела поверхности разрыва, при известных условиях имеющей форму присоединенного конического скачка уплотнения. Как об этом можно заключить из рис. 144, представляющего картины плоского (слева) обтекания клина и пространственного (справа) обтекания конуса, течение газа за коническим скачком принципиально отли- чается от течения за плоским скачком уплотнения тем, что в случае пространственного растекания газа линии тока криволинейны. [c.340]

При определении аэродинамических характеристик крыльев необходимо учитывать особенности их сверхзвукового обтекания, заключающиеся в том, что малые возмущения распространяются только по потоку и в пределах конуса возмущений (конуса Маха с полууглом при вершине ц = = ar sin ). [c.213]

Динамическая неустойчивость обшивки несущих поверхностей летательных аппаратов в потоке газа, называемая также панельным флаттером, отличается от флаттера крыла двумя существенными признаками. Если классический изгибно-крутильный флаттер может наблюдаться как при дозвуковом, таки при сверхзвуковом обтекании крыла, то панельный флаттер является типичным лишь для сверхзвукового потока. Кроме того, в силу конструктивных особенностей панелей каркаса, амплитуда автоколебаний обшивки в режиме флаттера оказывается ограниченной. Поэтому повреждения конструкции при флаттере панели имеют усталостную природу, в отличие от взрывоподобного, спонтанного разрушения, наблюдаемого при расходящихся автоколебаниях типа флаттера крыла. [c.198]

Краевая задача, аналогичная (4.93), сформулирована в теории тонкого слоя [Матвеева Н.С., Нейланд В. Я., 1970 Левин В.А., 1973], описывающей сверхзвуковое обтекание пористых плоских поверхностей для скорости вдува 0 е) < < 0(1), при которой отсоединение происходит в малой окрестности передней кромки. Для такого режима последнее краевое условие в (4.93) имеет вид /(Х2,1) = О, так как слой смещения поглощает нулевой в первом приближении расход газа. Другое отличие от исследованного ранее режима течения заключается в том, что Р(0) = onst (в теории тонкого слоя при постоянной скорости вдува возмущение давления имеет вблизи передней кромки логарифмическую особенность). Величина возмущения давления Р(0) заранее не определена и зависит от донного перепада давлений. Краевая задача (4.93) описывает процесс передачи возмущений вверх по потоку от донного среза до точки отсоединения. Результаты численного интегрирования (4.93) представлены на рис. 4.14, где изображены рещения Р Х2) для Р(0) = 1,01 и 1,03. Следует отметить, что Р(0)>0, в противном случае область невязкого течения не существует. Рост [c.170]

При выводе уравнений теории малых возмущений предполагалось,, что при малых значениях е величина возмущений скорости тоже мала сравнительно со скоростью невозмущенного потока. Однако,, если профиль с любым сколь угодно малым значением е обтекается дозвуковым потоком, то на профиле в общем случае имеются две критические точки, в которых скорость обращается в нуль. Возмущение скорости вблизи этих точек сохраняется конечным при е —> 0 так что дозвуковое течение около профиля стремится при е— 6 к однородному потоку неравномерно в окрестности передней и задней критических точек профиля возмущения скорости не малы. То же справедливо и при сверхзвуковом обтекании затупленного впереди профиля, когда в дозвуковом потоке за отсоединенным скачкохм уплотнения имеется критическая точка на поверхности профиля. Поэтому в таких случаях при использовании метода малых возмущений следует ожидать появления в некоторых точках особенностей распределения параметров течения. При сверхзвуковом обтекании заостренных впереди профилей критической точки на профиле нет и стремление к предельному однородному течению при е—-О будет равномерным. [c.353]

При определении аэродинамических характеристик крыльев необходимо учитывать ос< еиностп их сверхзвукового обтекання. Эти особенности обусловлены специфическим свойством сверхзвуковых течений, в которых возмущения pd пpo тpaняют я только вниз по потоку и а пределах конуса возмущений (конуса Маха) с углом при вершине ji =ar sin (I/M ,). [c.297]

Из фиг. 5 следует, что для конуса а = 10° наблюдается значительное расхождение между значениями вычисленными двумя методами. Конус а = 10° при сверхзвуковом обтекании водой нельзя рассматривать как тонкое тело. Для этого конуса численный расчет показал, что в диапазоне чисел Маха 1 < М < 1.2 головной скачок уплотнения отсоединен от поверхности конуса, а величина скорости на его поверхности превышает скорость звука только при М > 1.46 [15]. Такое течение не описывается в рамках теории малых возмущений. Вторая особенность применения теории тонкого тела к расчету сверхзвукового обтекания конуса-кавитатора заключается в том, что эта теория дает точные результаты, если угол полураствора конуса находится в диапазоне О < а 5°. Следует отметить, что для дозвукового кавитащ1онного течения теория тонкого тела находит более широкие пределы применения. Например, в [7] определено кавитационное течение за тонкими конусами, угол полураствора которых имеет значения 5°, 10°, 15°. Полученные в [7] результаты согласуются с численными расчетами и законом сохранения импульса. [c.80]

При 1Юперечиом обтекании пластины основное влияние на течение оказывает динамическое торможение потока. Возмущение основного потока усиливается при сверхзвуковом обтекании. Параметры газа меняются немонотонно, возникают сильно неравновесные зоны в ударной волне и пристеночном кнудсеновском слое на фронтальной стороне пластины, плотность в котором резко возрастает, особенно в случае холодной поверхности. За пластиной возникает область низкой плотности, которая может быть на несколько порядков ниже плотности набегающего потока [5]. Возмущение потока как при дозвуковом, так и при сверхзвуковом режимах течения [c.159]

Постановка задачи. Рассматривается сверхзвуковое обтекание плоского тела при падении на него косой ударной волны (фиг. 1). В таком течении происходит взаимодействие ударной волны перед телом с падающей косой волной. Особенности течений, возникающих при пересечении ударных волн между собой, изложены, например, в [9-11]. Рассматриваемой задаче посвящено множество теоретических и экспериментальных работ [11-15]. В упомянутых и других работах теоретически и экспериментально показано, что при определенной геометрии пересечения косого скачка и ударной волны перед тупым телом образуется струйка тока, проходящая через последовательность косых скачков (случаи III и IV по классификации Эдни [13] эту классификацию можно найти также в [14, 15]). В этой струйке тока потери полного давления значительно меньше, чем в окружающих ее трубках тока. Благодаря этому вблизи точки торможения этой струйки на поверхности тела возникают пик давления и резкий отрицательный градиент давления, а следовательно, тонкий пограничный слой с большими градиентами параметров поперек слоя. Так как в скачках температура торможения сохраняется, то при температуре поверхности 7 Г,,, где Г,, - температура торможения, возникает острый максимум теплопередачи. В настоящей работе исследуется возможность уменьшения этого пика теплового потока путем подвода тепла в набегающий поток. [c.135]

Одна из современных конструкций газодинамического органа управления основана на принципе изменения направления вектора силы тяги основного двигателя путем впрыска жидкости или вдува газа в сопло (рис. 1.9.11,е). Механизм возникновения управляющего усилия состоит в следующем. Поток жидкости или газа, подводимый в сверхзвуковую часть сопла через отверстие 1, взаимодействует со сверхзвуковым потоком газообразных продуктов сгорания топлива и, отклоняясь, от первоначального направления, течет в область 2. При обтекании основным потоком этой области образуется скачок уплотнения 3, за которым происходит поворот потока и, как следствие, повышение давления. В результате возникает управляющее усилие Рр. Изменяя расход жидкости, впрыскиваемой в сопло,можно регулировать величину управляющей силы.Впрыск жидкости через различные отверстия, расположенные по окружности поперечного сечения сопла, позволяет обеспечить необходимое направление этой силы. Особенность рассматриваемого рулевого устройства состоит в том, что возникновение управляющего усилия практически происходит без уменьшения тяги основного двигателя. Объясняется это тем, что снижение тяги вследствие потери механической энергии потока газа при переходе через скачок уплотнения компенсируется ее возрастанием благодаря увеличению массы истекающих газов. Более того, тягу можно несколько увеличить, если в качестве впрыскиваемой жидкости применить окислитель, который, вступая в химическую реакцию с недогоревшим топливом, увеличит полноту сгорания. Достоинством рулевого устройства является отсутствие в нем дополнительных подвижных элементов двигателя или сопла,, что упрощает конструкцию и делает его более надежным в эксплуатации. [c.86]

Расчетно-теоретические и экспериментальные исследования оказывают, что причинами дополнительных потерь кинетической энергии в реальных проточных частях на влажном паре являются 1) неравновесность процесса расширения в решетках ступени 2) появление скачков конденсации при сверхзвуковых скоростях 3) скольжение, коагуляция и дробление капель в сопловой решетке, зазоре и рабочей решетке 4) увеличение трения в пространственных пограничных слоях на поверхности лопаток, особенно значительное при наличии пленок 5) торможение капельным потоком рабочей решетки 6) специфическая конденсационная нестационарность и генерируемая в процессе конденсации турбулентность 7) увеличение утечек через надбандажные, диафраг-менные и концевые уплотнения 8) нарушение расчетного (оптимального) обтекания профилей решеток отклонение параметров в зазорах от расчетных значений 9) увеличение выходных потерь 10) эрозионные повреждения сопловых и рабочих лопаток. [c.153]

ПРАНДТЛЯ — МАЙБРА ТЕЧЕНИЕ — класс установившихся сверхзвуковых плоских безвихревых движений газа, характеризующийся определ. связью между составляющими ц,, и% вектора скорости газа (сн. Сверхзвуковое течение). П.- М. т. Могут возникать, напр., при обтекании стенок с изломом, при взаимодействии между собой скачков уплотнения, при истечении газовых струй в пространство с пониженным давление и в др. случаях. Важность П. М. т. обусловлена д особенности тем, что любое течение, непрерывно соединяющееся с областью пост, потока, всегда ес1ь П.—М. т. Так, течение,, [c.98]

П ри изучении сверхзвуковых течений этой же группой исследователей обнаружен еще один весьма своеобразный эффект. Для определения интенсивности диссипации энергии ими разработан метод, основанный на непосредственном вычислении изменения энтропии при адиабатическом течении. Применение этого метода, который обладает чувствительностью существенно более высокой, чем обычный метод, основанный на определении коэффициента гидродинамического сопротивления, позволило обнаружить весьма значительное ослабление диссипации энергии непосредственно при переходе через скорость звука. Этот эффект в совокупности с эффектами, обнаруженными другими авторами, в особенности с результатами исследований М. Е. Дейча (ламинариза-ция профиля скорости, восстановление докритической формы обтекания тупых тел), приводит к заключению, что в сверхзвуковых условиях имеет место вырождение турбулентности. Естественно связать этот эффект с действием отрицательного градиента давления. [c.15]

Разработанная методика определения парад1етров высокоскоростного потока неравновесно конденсирующегося пара уже на современном этапе может быть использована при расчетах проточных частей влажно-паровых ступеней, работающих в области, примыкающей к пограничной кривой. Основное отличие таких расчетов от традиционных заключается в том, что при расчете адиабатического расширения в ступени учитывается термодинамическая неравновесность процесса. Пространственная и временная неоднородности потока в ступени, вызываемые вращением лопаток и особенностями обтекания решеток, — кромочные следы, шаговая неравномерность, местные зоны сверхзвуковых скоростей, скачки уплотнения и волны разрежения — все это обусловливает, вообще говоря, возможность неодновременной конден- [c.112]

В сверхзвуковом потоке за решеткой с кромками конечной толщины при М2 > МгкрП обычно возникают три скачка уплотнения, замыкающих сверхзвуковую зону за узким сечением, и две сверхзвуковые зоны, образующиеся при обтекании выходной кромки (рис. 81, в). При М2 1 все три скачка (два из них после слияния и отражения от стенки кромки) уходят в бесконечность (рис. 81, г). С увеличением М2 > 1 характер течения сохраняется увеличивается интенсивность скачков, особенно основного кромочного (который [c.223]

Принципиальные неточности газогидравлической аналогии, связанные в ос1 Овном с влиянием вязкости, наличием капиллярных и пространственных явлений в потоке жидкости, настолько су1иест-венны, а погрешность измерений в гидролотке настолько велика, что с учетом современных воз.можностей и точности аэродинамического эксперимента никакой результат, полученный в гидролотке, не может считаться удовлетворительным. Нельзя не отметить, однако, что применение газогидравлической аналогии представляет все же известный интерес, как самое доступное средство качественного исследования околозвуковых и сверхзвуковых течений газа (в том числе и неустановившпхся), особенно полезное в учебных и демонстрационных целях, а также при рассмотрении некоторых абстрактных задач, аэродинамическое исследование которых невозможно, например обтекания бесконечно тонких профилей. [c.272]

Измерения локальных значений давлений торможения, статических давлений и направлений скоростей в потоках влажного пара пневматическими методами сопряжены с большими трудностями. При использовании пневматических насадков необходимо заботиться о том, чтобы в коммуникациях, соединяющих приемник зонда с измерительным прибором, не происходила конденсация пара и чтобы каналы зондов не забивались влагой. Кроме того, необходима специальная тщательная тарировка зондов, учитывающая специфические особенности обтекания приемников потоков влажного пара (углы натекания пара и влаги, рассогласование скоростей фаз v, степень неравновсс-ности процесса и изменение физических свойств при ускорении пли торможении потока), На входном участке зонда происходит торможение пара. При дозвуковых скоростях торможение осуществляется постепенно в некоторой области, примыкающей к носику зонда. При сверхзвуковых скоростях возникает дополнительное торможение в адиабатических скачках. Процесс прохождения этих зон каплями влаги в существенной мере определяет показания приборов. В зависимости от скоростей и размеров ка- [c.77]

Основной особенностью таких ступеней является форма профилей лопаток рабочего колеса, обеспечивающая возможность обтекания их сверхзвуковым набегающим потоком при достаточно малом уровне потерь. Типичные сечения решеток рабочего колеса дозвуковой и трансзвуковой ступеней показаны на рис. 2.41. Для дозвуковых решеток характерны сравнительно толстые профили с расположением максимальной толщины и гмксимального щогиба дуги средней линии в области первой половины хорды (Хс=0,3. .. 0,4 х/=0,4. .. 0,5), что приводит к значительному сужению межлопаточного канала на его входном участке (до горла). [c.94]

Рассмотрим теперь некоторые особенности течения воздуха через решетку рабочего колеса при Ma,i>l. Для большинства трансзвуковых ступеней характерно наличие дозвукового потока на выходе из колеса (Мш2<1), т. е. торможение потока в рабочем колесе с переходом через скорость звука. Типичная для этого случая схема течения воздуха в решетке колеса показана на рис. 2.44. Как известно, при обтекании сверхзвуковым потоком изолированного профиля, имеющего хотя бы незначительное скругление передней кромки, перед ним возникает криволинейный скачок уплотнения — головная волна. Аналогичная картина имеет место при обтекании свемзвуковым набегающим потоком компрессорной решетки рассматриваемого типа. Перед каждой лопаткой возникает головная волна AB . На участке АВ фронт волны почти перпендикулярен вектору скорости, т. е. этот участок можно рассматривать как прямой скачок уплотнения. На участке ВС скачок становится косым, интенсивность его ослабевает по мере удаления от вызвавшего его профиля и на некотором расстоянии оказывается исчезающе малой. В области, лежащей за прямым скачком, скорость становится дозвуковой и уменьшается до нуля в передней критической точке К. Затем на спинке профи- [c.95]

Рассмотрим подробнее особенности работы входных устройств внешнего сжатия. Для этого обратимся к схеме течения газового потока в плоском трехскачковом воздухозаборнике (рис. 9. 11). Поверхность торможения этого воздухозаборника представляет собой двухступенчатый клин 1—2—3 с углами установки панелей Pi и 2- При их обтекании образуются косые скачки уплотнения 1—А и 2—А, в которых осуществляется торможение сверхзвукового потока. [c.268]

За линией Mi = l образуются замкнутые области сверхзвуковы.х скоростей. Местные сверхзвуковые скорости могут также возникать в области потока, примыкающей к выходной кромке. При Мг 1 линия перехода приближенно совпадает с узким сечением канала aj и сверхзвуковая область на спинке профиля соединяется с областью сверхзвуковых скоростей за выходной кромкой. Наиболее характерной особенностью обтекания решеток потоком околозвуковых скоростей является возрастание градиентов давления в копфузорной и диффузорной областях. [c.308]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...