- •1 Введение
- •2 Назначение и область применения рассчитываемого объекта
- •4 Газодинамический расчет камеры сгорания жрд
- •5 Расчет сверхзвуковой части сопла жрд
- •6 Расчет обтекания головной части
- •6.3Расчет обтекания головной части
- •7 Расчет обтекания передней кромки оперения
- •7.4Расчет обтекания передней кромки оперения
- •8 Заключение
6.3Расчет обтекания головной части
Отход ударной волны
где Rt – радиус сферического носка,
где ρ0t – отношение плотностей,
Радиус кривизны ударной волны на оси сечения
Ударная волна(гипербола)
где a, b — параметры гиперболы.
С учетом исходных данных, а также полученных параметров (отход ударной волны от вершины сферы 14,9 мм, радиус кривизны ударной волны на оси сечения 96 мм), строим график.
График 4 - Отход и форма ударной волны при обтекании затупленного по сфере конуса
7 Расчет обтекания передней кромки оперения
7.1Расчетная схема обтекания передней кромки оперения
Рисунок 6 - Косой скачок уплотнения |
Рисунок 7 - Тонкая пластина конечной толщины |
В расчете будем рассматривать две схемы обтекания оперения — косой скачок уплотнения и тонкую пластину конечной толщины.
Случай с пластиной конечной толщины разделим на три пункта:
а) Угол атаки будет больше угла заострения оперения α > δ.
В этом случае расчет будем проводить по первой схеме.
б) Угол атаки меньше угла заострения α < δ
Угол скачка уплотнения сверху уменьшим на угол заострения, а расчет скачка уплотнения снизу будем проводить по первой схеме.
в) Угол атаки равен углу заострения α = δ
В этом случае параметры потока снизу будут равны параметрам потока сверху и расчет будет проводиться по первой схеме.
Задаемся углом заострения δ = 1,5º. Т.к. α > δ , все расчеты будем проводить по схеме 1 — косой скачок уплотнения.
7.2Исходные данные для расчета обтекания передней кромки оперения
Таблица 5 — Исходные данные
Максимальный скоростной напор на АУТ, кПа |
82,584 |
Высота, м |
10993 |
Угол атаки, град |
1,85 |
Число Маха |
2,275 |
Температура |
216,7 |
Давление, Па |
2,396 · 104 |
Скорость звука, м/с |
295,622 |
7.3Условия расчета(принятые допущения)
Расчет производится по первой схеме — косой скачок уплотнения
7.4Расчет обтекания передней кромки оперения
Для косого скачка уплотнения определяем режим максимального скоростного напора на АУТ:
С помощью программы «Стандартная атмосфера» в среде MathCad определяем скорость, температуру и давление:
Температура при высоте H=10993 (м) будет равна 216,7.
С
Скорость звука при высоте Н=10993(м) будет равна 295,622
Изменение давления по высоте стандартной атмосферы
Давление при высоте Н=10993 (м) будет равно 2,396 · 104
7.5Построение ударной поляры
Для построения ударной поляры воспользуемся программой «Косой скачок уплотнения» в среде MathCad.
Исходные данные:
показатель адиабаты k=1,4;
число Маха невозмущенного потока М1=2,275
Условия расчета(принятые допущения):
-течение плоское(концевые эффекты на клине не учитываются);
-газ идеальный(влияние вязкости и пограничный слой на обтекаемой поверхности не учитываются);
-нелинейные уравнения решаются методом подекадного приближения.
Расчет ударной поляры:
Безразмерная скорость невозмущенного потока, определяется по формуле:
где М1 — число Маха невозмущенного потока, k — показатель адиабаты.
λ1=1,747
Безразмерная скорость потока после косого скачка уплотнения:
где β — угол наклона фронта скачка, α(β) — угол поворота потока в функции угла наклона фронта скачка.
Методом подекадного приближения определяется угол наклона фронта скачка β, при котором число Маха после косого скачка уплотнения в зависимости от угла наклона фронта скачка М2(β)=1.
Строим ударную поляру.