Аэродинамика тел вращения

Вопросы и задачи гл. 10 связаны с аэродинамикой тел вращения (корпусов). [c.4]

К наиболее распространенным по виду относятся конические тела вращения. Задача о сверхзвуковом обтекании заостренного конуса занимает особое место в аэродинамике тел вращения. Ее решение имеет большое практическое значение, так как дает возможность рассчитывать не только обтекание конических тел, но используется также для определения параметров газа на коническом носке, представляющих собой начальные условия для расчета сверхзвукового потока около заостренных тел вращения с криволинейной образующей. [c.474]

Рассматриваемые в этой главе лабораторные работы позволяют ознакомиться с современными методами, приборами и аппаратурой, которые используются в экспериментальной аэродинамике тел вращения. [c.249]

Герой Социалистического Труда академик Сергей Алексеевич Чаплыгин был ближайшим продолжателем работ Н. Е. Жуковского Б области аэродинамики и авиации. В теоретической механике он знаменит рядом работ по динамике твердого тела задача о катании шаров, о движении тела вращения по шероховатой плоскости и др. [c.17]

Некоторые летательные аппараты (например, ракета, артиллерийский снаряд) или конструктивные элементы могут иметь форму тела вращения. Исследования обтекания таких тел составляют содержание одного из важнейших разделов современной аэродинамики. Ниже рассматривается широкий круг проблем, связанных с определением аэродинамических характеристик различных по форме тел вращения (корпусов). [c.474]

Изучение проблемных вопросов сверхзвуковой аэродинамики шло параллельно с разработкой методов, пригодных для практического расчета различных случаев сверхзвуковых течений. Одним из основных рабочих методов был классический метод характеристик. С созданием электронно-вычислительных машин главный его недостаток — трудоемкость вычислений — был снят, что значительно расширило область применения метода. Однако и раньше пытались упростить метод характеристик достаточно простой метод интегрирования уравнения характеристик (характеристики одного из семейств заменялись параболами) разработал А. А. Дородницын (1949), линеаризованный метод характеристик (обобщение метода расчета двумерных течений) предложил А. Ферри (1946). Оба метода использовались в случаях осесимметричного обтекания тел вращения. [c.328]

В линейной теории вычисления могут быть проведены относительно простыми аналитическими средствами, так как линеаризированные уравнения потока в основном совпадают с уравнениями волнового движения малой амплитуды. Следовательно, многие хорошо известные методы теории волн могут быть применены в такой упрощенной сверхзвуковой аэродинамике это особенно справедливо для случая тонких тел вращения (например, для фюзеляжа самолета, корпуса снаряда и для плоских тел, подобных крылу самолета). В этих случаях может быть сделано дальнейшее упрощение, которое касается граничных условий задачи, а именно, требования плавного обтекания. Это условие определяет, в случае осесимметричного потока, направление вектора скорости на поверхности, а в случае плоского тела — направление составляющей вектора скорости, лежащей в плоскости нормальной к средней поверхности тела. Линеаризированные дифференциальные уравнения при указанных граничных условиях можно решить точно, но, обычно, приходится применять численные и графические методы. Поэтому желательно дальнейшее упрощение задачи, которое достигается с помощью предельного перехода от точных граничных условий к условиям, относящимся к оси тела вращения или к плоскости плана крыла вместо действительной поверхности. Приводимые ниже результаты основаны на этом приближении. Строго говоря, только это приближение согласуется с допущениями линейной теории, потому что если удовлетворить граничным условиям на действительной поверхности, то, в рассмотрение, вообще, войдут члены высшего порядка, которые были отброшены в дифференциальных уравнениях. [c.13]

Другой особенностью настоящего курса является то, что, будучи предназначен для технического вуза, он имеет инженерную направленность. Автор старался везде, где это можно было, доводить вычисления до окончательных, расчетных формул, иллюстрировать результаты вычислений примерами и графиками, освещать не только физическую сущность, но и количественную (численную) сторону рассматриваемых явлений. Современные расчетные методы, применяемые в аэродинамике крыла и удобообтекаемого тела вращения, широко отражены в курсе. [c.7]

В начале тридцатых годов теоретические результаты, относящиеся к обтеканию тел газом со сверхзвуковой скоростью, были немногочисленны. К задачам сверхзвуковой аэродинамики начал применяться приближенный метод малых возмущений. Этот метод пригоден для изучения обтекания таких тел, у которых все элементы поверхности образуют малые углы с направлением движения тела тонких заостренных впереди тел вращения и тонких крыльев с острой передней кромкой под малыми углами атаки, комбинаций фюзеляжа с крыльями и оперением и т. п. [c.154]

В современной аэродинамике начало решению экстремальных задач положил Т. Карман в своем докладе на конгрессе Вольта (1935 русский перевод в сб. Газовая динамика , 1939), нашедший в рамках линейной теории обтекания тел форму головной части тела вращения, обладающего при заданных длине и площади концевого сечения наименьшим сопротивлением. Отметим, что в рамках линейной теории обтекания профилей, когда давление определяется формулой Аккерета, вариационные задачи элементарны в случае головной части заданного удлинения наименьшим [c.178]

Важное место уделено формулировке и решению задач по фундаментальным разделам аэродинамики, таким как кинематика и динамика жидкости и газа, теория скачков уплотнения, метод характеристик, аэродинамическая интерференция. В них последовательно раскрываются методы расчета параметров обтекания профиля и крыльев, тел вращения, а также в целом летательных аппаратов, причем рассматриваются не только силовое воздействие (давление, трение), но также передача тепла от разогретого омывающего газа и вызванное этим разрушение обтекаемой поверхности (абляция). [c.2]

Вот почему изучение движения жидкости без вращения частиц имеет особое значение в теории удобообтекаемых тел, т. е. как раз таких тел, которые являются важнейшими для авиации. Многие вопросы аэродинамики летательного аппарата решаются в предположении, что обтекание происходит без вращения частиц. Сюда относятся, в частности, все вопросы, связанные с распределением давлений и аэродинамических нагрузок. [c.161]

Больщая часть вопросов и задач этой главы относится к нестационарной аэродинамике тел вращения. При этом линеаризованные решения основаны на понятии нестационарных источников (стоков) и диполей. Приводится также информация, связанная с определением нестационарных аэродинамических характеристик тел вращения по аэродинамической теории тонких тел, а также по методу присоединенных масс. Ряд задач посвящен определению аэродинамических характеристик тел вращения произвольной толщины при их установивщемся вращении вокруг поперечной оси и поступательном движении с очень большой сверхзвуковой скоростью. [c.475]

Большой вклад в развитие аэродинамики тел вращения внесли советские ченые профессора Ф. И. Франкль и Е. И, Карпович, опубликовавшие интересный научный труд Газодинамика тонких тел . Группой научных сотрудников Математического института Академии наук сССР (К. И. Бабенко, Г. П. Воскресенский и др.) разработан метод пространственного сверхзвукового обтекания заостренных тел в общем случае, когда учитываются химические реакции в омывающем потоке. Зарубежным аэродинамикам Д. Тейлору (Англия) и 3. Копалу (США) принадлежит решение важной задачи о сверхзвуковом обтекании заостренного конуса. [c.14]

Современная аэродинамика тел вращения благодаря развитию мате матики и вычислительной техники достигла больших успехов. Вместе с тем возросла роль и экспериментальных исследований обтекания корпусов, что вызвано значительным усложнением аэродинамических задач и повышением требований к проверке правильности их решения опытным путем. К тому же многие проблемы аэродинамики тел вращения могут быть пока достаточно надежно разрешены лишь в экспериментальных условиях. [c.249]

Наряду с установившимся обтеканием приводятся сведения об их нестационарных аэродинамических характеристиках. Гл. 11 содержит задачи и вопросы, относящиеся к аэродинамике летательных аппаратов, представляющих собой комбинации различных элементов, таких, как корпус, крыло, оперение, рулевые устройства. В ней изучаются в основном интерференционные явления, определяющие характер аэродинамического взаимодействия между отдельными элементами и величину суммарного силового влияния обтекающей среды на летательный аппарат в целом. На основе данных о неустановившемся обтекании изолированных крыльев и тел вращения рассматриваются суммарные ь естационарные характеристики в виде аэродинамических производных. [c.5]

Уравнение (10.22) линейное относительно искомой функции ср и составляет теоретическую основу аэродинамики стационарных слабовозмущенных (линеаризованных) течений около тонких тел вращения. Для него найдены общие решения, позволяющие рассчитать скорости и давления около тонких тел вращения (в том числе движущихся под малым углом атаки). [c.499]

Аксиально-лопаточный завихритель представляет собой осевой направляющий аппарат, в центральной части которого размещается тело вращения улучшающее аэродинамику завихрителя и повышающее жесткость лопатокЛопатки обычно изготовляются из листового материала, они могут быть плоскими или криволинейными. В последнем случае создаются условия для безотрывного обтекания лопаток завихрителя. [c.8]

Несколько по-иному развивались работы по сверхзвуковой аэродинамике. Здесь, как и в начале века, основными проблемами были общие вопросы теории ударных волн, разработка эксперимв стальных методов, исследование течений в соплах, диффузорах, изучение обтекания тел вращения, а с 40-х годов появилась новая задача сверхзвукового обтекания крыльев. [c.326]

Наряду с исследованиями плоских потенциальных течений сжимаемого газа в описываемый период времени был выполнен также ряд работ, посвяш енных исследований пространственных дозвуковых течений. Сюда относятся работы, связанные с аэродинамикой тел враш ения и крыльев конечного размаха в дозвуковом потоке. С. А. Христиановичем (1940) было дано обобщ ение разработанного им метода на случай обтекания тела вращения, сводящее задачу к расчету некоторого фиктивного течения несжимаемой жидкости с последующим пересчетом скоростей и определением формы тела в физической плоскости. Этот метод получил свое дальнейшее развитие в работе И. И. Этермана (1947), где для случая эллипсоида вращения была доведена до конца задача первого приближения. [c.100]

Появление быстродействующих вычислительных средств вызвало быстрое развитие третьего направления в нелинейной сверхзвуковой аэродинамике разработку алгоритмов получения численных решений типичных задач сверхзвукового обтекания тел и течений внутри каналов с помощью электронных вычислительных машин. Основные усилия и основные достижения в этом направлении связаны с расчетом стационарного обтекания профилей и тел вращения методом. характеристик, с решением двухмерной задачи обтекания тел с отсоединенной головной аволной, с расчетом некоторых неосесимметричных конических течений [c.167]

Введение. Стабилизация течений при больших сверхзвуковых скоростях. До середины сороковых годов теоретические и экспериментальные работы по аэродинамике относились к скоростям полета, превышающим скорость звука не более чем в три-пять раз. Имелись лишь отдельные попытки изучения специфических свойств обтекания тел газом при скоростях, во много раз превосходящих скорость з ка. Так, в работе П. С. Эпштейна (см. стр. 163) впервые была произведена оценка сопротивления тел при очень большой сверхзвуковой скорости с помощью методов сверхзвуковой аэродинамики. В этой же работе было обращено внимание на то, что картина движения тела в газе с очень большой сверхзвуковой скоростью близко напоминает рассматривавшуюся еще И. Ньютоном картину движения в сопротивляющейся среде, состоящей из отдельных, не взаимодействующих между собой частиц. Из рассуждений Ньютона вытекает, что давление, действующее на обращенный вперед элемент движущегося тела, пропорционально квадрату синуса угла встречи элемента с частицами среды. А. Буземан (Handworterbu h der Naturwissens haften, Bd. 4, Jena, 1934) получил приближенную формулу для расчета давлений на поверхности головной части профилей и тел вращения, уточняющую формулу Ньютона путем учета центробежных сил в слое частиц, движущихся после неупругого соударения с телом вдоль его поверхности. [c.182]

Это уравнение, линейное относительно искомой функции ф, составляет теоретическую основу аэродинамики стационарных слабовозмущенных (линеаризованных) течений около тонких тел вращения. В силу малости возмущений перед тонким телом не возникают скачки уплотнения вместо них в потоке наблюдаются лишь слабые волны возмущений (линии Маха). [c.636]

Применение соотношения (11,6) возможно для расчета звука вращения воздушного винта (пропеллера). Силовые воздействия винта (давления) на воздух можно точно подсчитать по формулам аэродинамики во всех точках его поверхности, и в сумме они дадут величину тяги и момента вращения винта давление распределено несимметрично — оно больше в сторону тяги винта (вперед). Первый член уравнения (11,6) определяется вытеснением воздуха телом винта при его вращении, что также легко поддается учету. Как силовые, так и скоростные источники задаются в данном случае в форме бегущих по кругу возмущений. Этот метод применен для расчета звука вращения винта Л. Я. Гутиным (см. гл. 8). [c.312]

Многие области техники используют достижения механики жидкости к газа. Авиация и кораблестроение, основными проблемами которых являются скорость, устойчивость и управляемость самолета, ходкость, устойчивость и управляемость судна, неразрывно связаны с аэродинамикой и гидродинамикой. Такая смежная с авиацией отрасль техники, как реактивная техника, не только использовала достижения предыдущей эпохи, но и поставила, главным образом, перед газовой динамикой, ряд новых задач, послуживших дальнейшему значительному развитию этой сравнительно молодой отрасли механики жидкости и газа. Так, например, конкретная задача о возвращении космического корабля или баллистической ракеты на землю через плотные слои атмосферы вызвала к жизни многочисленные исследования по борьбе с разогревом поверхности твердого тела за счет тепла, возникающего при диссипации механичес ой энергии потока вблизи поверхности тела (в пограничном слое), с плавлением или сублимацией (непосредственным испарением твердой поверхности без прохождения процесса предварительного оплавления) поверхности корпуса ракеты. Совокупность этих и многих других близких задач привела к образованию нового раздела механики жидкости и газа — аэротермодинамики. Отметим еще важное значение гидроаэродинамики и газодинамики в турбостроении и двигателестрое-НИИ, особенно в создании реактивных и ракетных двигателей. Проточные части гидротурбины, паровой и газовой турбин, реактивного двигателя, компрессора или насоса представляют собой сложные конструкции, состоящие из ряда неподвижных (направляющие аппараты) и подвижных (рабочие колеса) лопастных систем. При вращении рабочих колес составляющие их лопатки обтекаются с большими относительными скоростями водой, газом или паром. От правильного гидродинамического расчета формы профилей и конструкции лопаток рабочих колес зависит достижение требуемой мощности машины, ее высокого коэффициента полезного действия. Надо также уметь рассчитывать и лопастные направляющие аппараты водяной, воздушной или газовой 1урбины, улучшать и другие элементы проточной асти, от гидроаэродинамического совершенства которых зависит качество турбины в целом. [c.16]

Если же тело совершает вращение ( Q относительно велика) вокруг оси X то кроме пары с моментом у возникают дополнительные силы типа сил Магнуса (аналогично и при вращении вокруг оси потока). Одним из признаков этих сил служит появление составляющей, ортогональной плоскости угла атаки. Все, что обладает таким признаком, называется в литературе эффектом Магнуса. Это - одно из интереснейших явлений в аэродинамике полета твердых тел. К сожалению эффекты Малнуса все еще остаются довольно слабо систематизированными. [c.19]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...