Понятие звука При полете с большими скоростями
жүктеу/скачать 1.63 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ) становится равной местной скорости звука (а
Определение: критическим числом М называется наименьшее число М невозмущенного потока, при котором хотя бы в одной точке крыла местная скорость обтекания (Vм) становится равной местной скорости звука (ам).
Рис. 2.50 Дальнейшее увеличение скорости потока приводит к расширению зоны сверхзвукового обтекания профиля крыла. После перехода точки максимального поджатия сверхзвуковой поток попадает в расширяющуюся область, где продолжает разгоняться (рис. 2.51). За профилем местные параметры потока должны быть равны параметрам невозмущенного потока, следовательно, поток должен затормозиться. А торможение сверхзвукового потока происходит только на скачке уплотнения. Произойдет это в точке профиля, где выполняется условие (2.51) После скачка уплотнения уже дозвуковой поток продолжает тормозиться до параметров невозмущенного потока.
Рис.2.51. 2.3.2. Критическое число М и факторы, влияющие на него. Сверхкритический профиль Возможность возникновения зоны сверхзвукового течения на поверхности крыла была рассмотрена выше. Определение критического числа Мкр был приведено в предыдущем пункте. Отметим, что величина Мкр для различных крыльев различна. Она зависит от геометрических параметров крыла и профиля, от a или коэффициента суа. Рассмотрим влияние различных факторов на величину Мкр. Влияние относительной толщины профиля. Увеличение относительной толщины профиля, c одной стороны, при сya=0 усиливает деформацию струек, приводит к уменьшению Мкр. С другой - при сya>0 увеличение относительной толщины профиля позволяет увеличить закругление носка и, обеспечивая плавность его обтекания, cнижает местные скорости и приводит к росту Мкр. С некоторого значения относительной толщины струйки начинают сужаться позади передней кромки профиля. Пик разряжения (место наибольшей местной скорости) у весьма тонкого профиля снижается, растягиваясь на больший участок поверхности. После определенного значения относительной толщины наибольшее сужение струек происходит вблизи максимальной толщины профиля, увеличение которой, естественно, влечет дополнительное сужение струек, рост местных чисел М и уменьшение Мкр. Зависимость Мкр=f( ) показана на рис.2.52.
Рис. 2.52 Влияние кривизны. У обычных несимметричных профилей максимальное значение Мкр достигается при отрицательных углах a, но при сya>0. С увеличением вогнутости профиля уменьшается максимальное значение Мкр и возрастает величина сya , при которой оно достигается. На величину Мкр оказывают также влияние и значение абсцисс максимальной толщины и кривизны . При малых a и малых значениях сya с ростом этих координат число Мкр увеличивается, а на больших углах атаки и при больших значениях сya, наоборот, падает. Таким образом, наибольшим значением Мкр обладают весьма тонкие профили с максимальной толщиной вблизи середины хорды. Влияние удлинения. Уменьшение удлинения приводит к выравниванию разности давлений снизу и сверху крыла, то есть разрежение на верхней поверхности уменьшается, поскольку струйки меньше деформированы. Поэтому скорости обтекания для достижения местной скорости звука требуются большие значения числа М набегающего потока. Таким образом, уменьшение удлинения приводит к росту значения Мкр. Влияние угла стреловидности. У скользящего крыла бесконечного размаха продольная составляющая скорости Vt не изменяется вдоль струйки, а изменяются только нормальные составляющие Vn. Очевидно, что при Mn= Mкр местная скорость течения достигает значения местной скорости звука. Для скользящего крыла можно записать , . Для такого крыла возможно Mкрc>1, поскольку здесь не учитываются особенности обтекания стреловидного крыла конечного размаха, имеющего зоны дополнительного расширения и сужения струек в средних и концевых сечениях крыла. Поэтому у стреловидных крыльев конечного размаха обычно Mкрc<1. При обтекании крыла со скоростью, соответствующей числу М>Mкр, на заднем скате профиля появляется зона значительного разряжения, что влечет за собой изменение аэродинамических характеристик крыла. Возрастает аэродинамическая сила главным образом на заднем скате профиля – увеличиваются ее составляющие нормальная Yз и продольная сила Xз. В целях расширения диапазона докритических чисел М создают специальные профили. Основные их преимущества проявляются на больших дозвуковых скоростях. Они имеют большие числа Mкр. Эти профили называются суперкритическими (сверхкритическими) и отличаются от обычных тем, что имеют более плоскую верхнюю поверхность (рис.2.53). Поэтому струйки воздуха на верхней поверхности слабо деформируются. Воздушный поток разгоняется в меньшей степени, чем у обычного профиля, что позволяет несколько увеличить число Mкр (рис.2.54). Преимущества на больших скоростях обычно оборачиваются более или менее значительными недостатками на других числах М. Этот профиль при малых М потока может иметь завышенную силу лобового сопротивления. При М> Мкр скачки уплотнения оказываются более слабыми, что способствует уменьшению волнового сопротивления. Скачок уплотнения располагается ближе к задней кромке профиля, увеличивая этим зону разрежения на верхней поверхности, что способствует росту подъемной силы. Профиль имеет более выпуклую нижнюю поверхность, то есть отрицательную кривизну. Поэтому в диапазоне чисел М<Мкр наблюдается уменьшение подъемной силы по сравнению с обычным профилем. Для уменьшения этого недостатка задняя кромка отгибается вниз в виде небольшого закрылка. жүктеу/скачать 1.63 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|