VII. Лабораторные работы

№ раздела дисциплины	Наименование лабораторной работы	Часы	Формы текущего контроля
1	Методы и задачи аэродинамического эксперимента.	2	защита л/р
3	Определение скорости дозвукового потока	4	защита л/р
3	Исследование течения газа по сверхзвуковому соплу.	4	защита л/р
4	Определение числа Маха сверхзвукового потока.	4	защита л/р
8	Определение параметров течения на поверхности тел при сверхзвуковых скоростях.	5	защита л/р
Итого:		19

VIII. Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы студентов

Основными видами самостоятельной работы студентов в рамках данного курса являются:

проработка лекционного материала по конспектам лекций, учебникам и учебным пособиям, самостоятельное изучение части теоретического материала – контроль в виде опроса на консультационных занятиях (14 часов);

решение задач – оценивается на практических занятиях (6 часов);

подготовка к лабораторным работам – оценивается при защите лабораторных работ (5 часов);

выполнение курсовой работы – зачет с оценкой по результатам защиты курсовой работы (30 часа);

подготовка к экзамену – 2 дня в период сессии (18 часов);

самостоятельная работа с обучающими (Sprav.exe, Ехам.exe) и расчетной (S.exe) программами (3 часа).

КУРСОВАЯ РАБОТА: "Сопротивление ЛА при сверхзвуковых скоростях полета".

Этапы выполнения работы:

а). Привязка исходных данных к существующим типам фюзеляжей ЛА по заданному варианту формы.

б). Расчет коэффициента лобового сопротивления ЛА (при вариациях переменного геометрического параметра).

в). Построение графических зависимостей , , и др.

г). Анализ результатов расчета. Выводы о влиянии переменных параметров на поведение составляющих коэффициента лобового сопротивления с точки зрения физики явления.

д) Оформление пояснительной записки, объемом не менее 20 л., и защита работы.

Перечень вопросов для промежуточного контроля в форме устного экзамена.

1. Предмет аэродинамики. Параметры состояния. Модели жидкости.

2. Методы изучения движения жидкости и газа. Траектория и линия тока.

3. Основные свойства жидкостей и газов (текучесть, плотность, вязкость, сжимаемость). Гипотеза сплошности.

4. Потенциальное движение жидкости. Потенциал скорости.

5. Вихревое движение жидкости. Циркуляция скорости.

6. Уравнение, выражающее закон сохранения массы (уравнение неразрывности). Уравнение Лапласа.

7. Уравнение, выражающее закон изменения количества движения. Дифференциальные уравнения Эйлера.

8. Уравнение, выражающее закон сохранения энергии.

9. Некоторые понятия и соотношения термодинамики (теплоемкость, внутренняя энергия, энтропия). Уравнения состояния.

10. Интегралы дифференциальных уравнений Эйлера – потенциальное неустановившееся движение сжимаемой среды (интеграл Лагранжа).

11. Интегралы дифференциальных уравнений Эйлера – установившееся движение сжимаемой среды (интеграл Бернулли).

12. Основные соотношения для одномерных изоэнтропических потоков газа.

13. Газодинамические функции ( ).

14. Связь между скоростью течения газа и площадью поперечного сечения струйки.

15. Критерий потенциальности плоского изоэнтропического течения газа.

16. Основное дифференциальное уравнение плоского потенциального потока газа.

17. Течение разрежения. Расчет параметров после поворота потока. Максимальный, предельный и фиктивный углы поворота потока.

18. Распространение слабых возмущений в потоке газа. Скорость звука. Понятие о скачке уплотнения. Волновое сопротивление.

19. Основные соотношения для прямого скачка уплотнения (расчет за скачком).

20. Сравнение сжатия в прямом скачке уплотнения с изоэнтропическим сжатием. Адиабата Гюгонио.

21. Давление в критической точке за фронтом прямого скачка уплотнения. Формула Рэлея.

22. Косой скачок уплотнения. Основные соотношения для расчета параметров за скачком.

23. Связь угла наклона скачка уплотнения с углом поворота потока.

24. Ударная поляра.

25. Полярная диаграмма. Аэродинамическое качество.

26. Особенности гиперзвуковых течений. Приближенная теория Ньютона.

27. Аэродинамическая сила и аэродинамический момент, их составляющие по осям координат.

28. Аэродинамические коэффициенты. Способы их определения.

29. Формы сверхзвуковых тел вращения. Понятия о сопротивлениях: волновом, донном, трения.

30. Моментные кривые ЛА (примеры зависимостей ). Критерий статической устойчивости. Методы стабилизации головных частей.

31. Осесимметричное обтекание острого конуса сверхзвуковым потоком газа.

32. Особенности несимметричного обтекания круглого конуса сверхзвуковым потоком газа. Метод «местных конусов».

33. Понятие о пограничном слое. Толщина пограничного слоя. Толщина вытеснения (геометрический и физический смысл). Толщина потери импульса.

34. Дифференциальные уравнения пограничного слоя в несжимаемой жидкости.

35. Интегральное соотношение пограничного слоя.

36. Расчет пограничного слоя на плоской пластине в несжимаемой среде (ламинарный пограничный слой).

37. Расчет пограничного слоя на плоской пластинке в несжимаемой среде (турбулентный пограничный слой).

38. Уравнение теплового баланса. Температура восстановления.

39. Нормальные силы для тонких тел вращения.

40. Влияние вязкости на коэффициент нормальной силы. Расчетная зависимость для коэффициента .

41. Волновое сопротивление. Причина и момент возникновения. Зависимость коэффициента от геометрии тела и условий полета.

42. Донное сопротивление. Причина возникновения. Влияние геометрии тела и условий полета на коэффициент .

43. Сопротивление трения. Расчет коэффициента для тел вращения в сжимаемом газе. Влияние геометрии тела, высоты и скорости полета на .

44. Определение аэродинамических сил и моментов по известным распределениям давления и касательных напряжений.

45. Понятие об аэродинамической интерференции.

Задачи и практические задания для подготовки к экзамену

1. Чему равно число Маха, с которым движется ЛА на высоте 11 км ( ), если скорость его движения равна 1080 км/час (1000, 950 км/час)? Скорость движения ЛА дозвуковая или сверхзвуковая?

2. Потенциал скорости в точке А равен (м²/с). Чему равны величина вектора скорости и угол его наклона к оси ОХ?

3. Потенциал скорости в точке А равен (м²/с). Чему равны величина вектора скорости и угол его наклона к оси ОY?

4. Чему равна скорость течения в точке потока, в которой коэффициент давления равен ( )?

5. Какое движение жидкости называется баротропным? Для каких термодинамических процессов можно ввести это понятие?

6. При давлении и температуре в камере сгорания ракетного двигателя параметры газовой струи на срезе сопла Лаваля равны . Как изменятся параметры газа на срезе сопла, если при

увеличилась

уменьшилась

увеличилось

уменьшилось

и длина сверхзвуковой части сопла была увеличена

и длина сверхзвуковой части сопла была уменьшена ?

7. Сколько характеристик можно провести в сверхзвуковом потоке и почему?

8. В сверхзвуковом потоке возникла система из двух косых скачков уплотнения. Значения коэффициентов восстановления полного давления для них равны и . Какую долю механической энергии потеряет поток после прохождения этой системы скачков?

9. При числе Маха набегающего потока М₁ = 2 перед клином с полууглом при вершине равным 20 образуется косой присоединенный скачок уплотнения с углом наклона . Что будет происходить со скачком уплотнения, если угол клина будем постепенно увеличивать до 30?

10. Летательный аппарат длиной 15 м движется со скоростью 550 м/с в воздушной среде на высоте Н = 10 км. В каком поперечном сечении ЛА ламинарный пограничный слой переходит в турбулентный ПС ( , )

11. Летательный аппарат длиной 15 (10) м движется со скоростью 1550 км/час в воздушной среде на высоте Н = 30 км. Какая доля поверхности ЛА обтекается ламинарным пограничным слоем ( , )

12. Определить угол местного конуса для подветренной образующей конуса с углом , обтекаемого сверхзвуковым потоком при угле атаки

13. Чему равен угол местного конуса для наветренной образующей конуса с углом , обтекаемого сверхзвуковым потоком при угле атаки ?

14. Какие составляющие силы лобового сопротивления при сверхзвуковых скоростях полета преобладают у короткого и толстого тела (у тонкого и длинного)?