Глава 4 аэродинамические коэффициенты летательного аппарата при

4.1. Особенности определения аэродинамических коэффициентов при больших углах атаки

Как уже упоминалось выше, ЛА рассматриваемого класса обычно компонуются из корпуса большого и несущих поверхностей, имеющих малое удлинение. Для них характерно нелинейное изменение всех аэродинамических коэффициентов по углам атаки. Формулы для определения аэродинамических коэффициентов ЛА с учётом нелинейных эффектов приведены в подразд. 3.1.

При обтекании корпуса при больших углах атаки происходит отрыв потока. Оторвавшийся поток сворачивается в вихревые жгуты, которые формируют сложную вихревую структуру. Это приводит к созданию дополнительного разрежения на верхней поверхности корпуса, что проявляется в нелинейном изменении аэродинамических коэффициентов по углам атаки.

Для несущих поверхностей эти эффекты можно объяснить влиянием поперечного течения на продольное. У несущей поверхности большого удлинения перетекание потока с нижней поверхности на верхнюю влияет на продольное течение в основном только в области концов, поэтому нелинейные эффекты здесь выражены слабо. С уменьшением удлинения влияния поперечного течения увеличиваются, поэтому учёт этих явлений становится существенным для поверхностей малого удлинения. Кроме удлинения, на величину нелинейных эффектов также оказывают влияние степень заострённости кромок, углы стреловидности и число полёта. Следует заметить, что здесь не рассматриваются нелинейные эффекты, возникающие при гиперзвуковых скоростях полёта (при ).

Определение аэродинамических характеристик изолированных частей ЛА при больших углах атаки довольно таки затруднительно. Однако в настоящее время по данному направлению уже накоплен определённый экспериментальный материал.

При рассмотрении аэродинамических характеристик ЛА возникает сложная и пока недостаточно разработанная проблема учёта интерференции между различными элементами ЛА при больших углах атаки. Изменение угла атаки влияет на интерференцию между несущими поверхностями и корпусом, а также на конфигурацию и, следовательно, на характеристики вихревой пелены, сходящей с частей ЛА. Однако отсутствие систематических исследований по данному вопросу пока не позволяет учесть все эти особенности.

Поэтому изложенную ниже методику необходимо рассматривать как весьма приближённую, позволяющую только оценить нелинейные эффекты. В первом приближении будем считать, что при изменении угла атаки коэффициенты интерференции остаются такими же, как и при .

Аэродинамические коэффициенты ЛА определяются по формулам, приведенным в гл. 3. Там же дана методика определения так называемых линейных составляющих этих коэффициентов. Ниже будут рассмотрены нелинейные добавки к этим коэффициентам, которые становятся существенными при увеличении по модулю углов атаки.

Нелинейная часть подъёмной силы в общем случае определяется нелинейными составляющими подъёмной силы корпуса и несущих поверхностей с учётом их взаимного влияния.

Исходя из этого, можно записать следующее:

(4.1)

(4.2)

Для определения положения центра давления и фокуса ЛА формулы (3.4) и (3.5) удобно представить следующим образом:

; (4.3)

, (4.4)

где первые слагаемые и вычисляются по линейным составляющим (3.9), а вторые слагаемые учитывают смещение центра давления и фокуса ЛА при изменении угла атаки:

; (4.5)

; (4.6)

. (4.7)

Ниже будет рассмотрена методика определения коэффициентов, входящих в формулы (4.1) – (4.7).