Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Поляхов Н.Н. Теория нестационарных движений несущей поверхности

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
29.10.2023
Размер:
3.78 Mб
Скачать

Для пластинки, у которой плоскость

х у является плоскостью

симметрии,

А 2 = A j — ...

= 0, и

потому суммирование в

написанных

суммах

начинается

с

п, равного 3, причем

часто мало

по сравнению с А х.

Вследствие этого для первого

приближения можно принять

 

 

 

 

f ( z )

_ sin у

 

 

 

/

(z')

sin <p'

 

 

Таким образом, получим,

что

 

 

Рассмотрим теперь интеграл

* 1 Г dV Ixdz

Vn ~ ~ Ы-JL T z z — z'

входящий в формулу (98). В этом интеграле функция It имеет, как мы видели выше, следующий вид

со

£ -1

А = -----------575— , где

< — =—=

[1 -t- S*2] 7

* - 2

Ввиду того, что свободные продольные вихри сходят осо­ бенно интенсивно вблизи концов пластинки и, как показывает эксперимент, сворачиваются в сосредоточенные концевые вихри, в написанном интеграле для первого приближения

можно заменить г на X= —. При такой замене интеграл ц* примет вид

*

h (*. о» г')

Г dr*

dz

v n =

J dz

z — z' ‘

79

Если бы циркуляция была распределена по какому-нибудь другому закону r s*(z), то мы имели бы

Vn = Vis +

/, (х, о, zr)

Г^ ( г * - г ; )

dz

4it

J

dz

T ^ z ’ '

Имея в виду, что интеграл понимается в смысле его глав­ ного значения и потребовав, чтобы выполнялись условия

Г* (z') = Г / (г'),

Г* ( L) = Г / (L ) = Г* ( - L ) = Г / ( - L ) =- О,

после интегрирования по частям получим

+L

Г (z)— Г5 (г) dz-

(г - г')2

—L

Если предположить, что циркуляция Г5(г) подчинена эл­ липтическому закону

то

И, следовательно, так

как Г5* (г') = Г* (z'),

 

х

Г *( *') /, (1 +

8)

У * - » л Г

(г*—г;)dz

1>П= '

4L V1 +

п

J

(■*—г')г

 

 

 

—L

 

Для эллиптической циркуляции 8 равно' нулю, а для циркуля­ ций, близких к эллиптической, будет мало по сравнению с единицей.

На основании изложенного интегро-дифференциальное урав­

нение (98) примет вид

 

/ае“Т*

Г* = IV

тшГ*/] (X, ст, г’)

(1 + S )

2L

Ех,

 

 

/ - ( ? ) ■

откуда

 

 

 

 

 

 

7i/] (1 + 5)

+

iaeh К

/Я ! Г

80

Определение Г* из этого уравнения следует вести методом последовательных приближений, выбирая в первом приближении З и т для случая эллиптической циркуляции, для которой они равны нулю.

В заключение заметим, что изложенное выше обобщение вихревой теории тонкого профиля на случай пластинок конеч­ ного размаха с большим удлинением может быть распростра­ нено и на случай малых удлинений. Это можно сделать так же, как и для стационарного случая [23]. Прежде всего следует отметить, что основное интегральное уравнение (78) остается без изменений. Однако,_если для больших удлинений можно

было положить Ка(-к*, х Д ) , равным единице, то для малых удлинений этого сделать нельзя. В подобном случае множи­ тель К„ может быть в первом приближении заменен некоторым

коэффициентом /(„(хД), значения которого сосчитаны раз и навсегда для простейшего закона распределения вихревой плот­ ности ЧпВеличина Дцд) при малых удлинениях также должна быть учтена. Для нее можно получить выражение

= - ~ ш г F°Кх (Хь а)’

где Ал — коэффициент, численные значения которого для пер­ вого приближения находятся сравнительно просто. При ука­ занных преобразованиях интегральное уравнение (78) приобре­ тает знакомую нам структуру и потому для Г* возможно получить выражение, имеющее тот» же характер, что и фор­ мула (90). Однако это выражение будет содержать множители, которые учитывают влияние малости удлинения вследствие

того, что Кп не принималось равным единице, а К\ не прини­ малось равным нулю.

Отметим, что основной целью при решении задачи о не­ стационарном движении несущей поверхности, как при боль­ шом, так и при малом удлинениях, являлось решение основ­ ного интегрального уравнения (78), т. е. получение функции

Тп. удовлетворяющей постулату С. А. Чаплыгина на

задней

кромке пластинки и обращающейся в бесконечность на

перед­

ней. Существуют, однако, и другие

методы приближенного

решения той же задачи, например метод

Лауренса —Гербера [24],

а также метод С. М. Белоцерковского

[25|.

 

б Л . Н. Поляхов

81

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Л И Т Е Р А Т У Р А

 

 

 

 

 

 

 

1. G. K i r c h

h о f f. Uber

die Bewegung

eines RotationskOrpers in

einer

Fliissigkeit. Crell,

LXXI. 1869; Vorlesungen fiber

mathematisehe

Physik.

Me-

chanik,

19.

Vorlesung,

1876.

W. T a i t. Natural philosophy. Cambridge, 1912.

 

2.

W. T h o m s o n

and

 

3.

L. P r a n d t l .

liber die Entstehung von Wirbeln in einer idealen Flfis-

sigkeit.

Vortrage

zur Hydro-

und Aerodynamik. Berlin, 1924.

Fliigeln. ZAMM,

4,

4.

W. B i r n b a u m . Das

ebene

Problem des schlagenden

1924.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5.

H. W a g n e r .

Uber die Entstehung des dynamischen Auftriebs von

Tragflfigeln. ZAMM, 5,

1925.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6. С. А. Ч а п.л ыгии. О влиянии плоскопараллельного потока воздуха

на движущееся в нем цилиндрическое

крыло. Тр. ЦАГИ, вып. 19, 1926; Собр.

соч., т. II. Гостехиздат, 1948.

 

 

des ailes

d’avion. Librairie Chiron-Edi-

 

7.

Е. C a r a f o l i .

Aerodynamique

teur, Paris,

1928.

 

 

 

force and moment

on

an oscillating

Airofoil. Rep.

 

8.

H. G 1 a u e r t. The

and mem., 1215, 1242, 1929.

 

 

 

 

Aerodynamic theory, vol.

11.

Du-

 

9.

T.

К a r m a n and

J. M. B u r g e r s .

rand-Editior. Berlin, 1935.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

10. M. В. К е л д ы ш и M. А. Л а в р е н т ь е в . К теории колеблющегося

крыла. Технич. заметки ЦАГИ, № 45, 1935.

 

 

 

 

 

 

 

11. Л. И. С е д о в .

К теории неустановившихся движений внутри жидко­

сти. Тр. ЦАГИ, вып. 229, 1935.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

12. Л.

И. С е д о в .

Теория нестационарного глиссирования и движения

крыла со сбегающими вихрями. Тр. ЦАГИ, вып. 252, 1936.

 

 

 

 

 

13. Л. И. С е д о в .

Теория плоских движений идеальной жидкости. ГТТИ,

1939.

Т. K a r m a n and W. R. S e a r s . Airofoil

theory for

non-uniform

mo­

 

14.

tion. J. of the aeronautical

sciences. 5,

1938.

в нестационарном

потоке

Изд.

 

15. А. И. Н е к р а с о в .

Теория

крыла

АН СССР.

1947.

 

 

Плоские

задачи гидродинамики

и

аэродинамики.

 

16.

Л.

И.

С е д о в .

ГИТТЛ, 1950.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1949.

 

 

 

17.

В. В. Г о л у б е в . Лекции по теории крыла. ГИТТЛ,

 

 

 

18.

Н. Н. П о л я х о в .

 

Об

индуктивных силах при нестационарном дви­

жении крылового профиля. Вестник ЛГУ, № 7, 1956.

 

 

 

про­

 

19. Н. Н. П о л я х о в .

О

распределении давления на поверхности

филя, движущегося нестационарно. ДАН СССР, 5, 1952.

 

 

 

 

82

20.

Н. Н. П о л я х о в .

Теория

крыла конечного размаха, колеблющегося

гармонически. Вестник ЛГУ, № 19, 1957.

 

21.

Н. G. Ki i s s n e r .

Allgemeine

Tragflachentheorie. Luftfahrt-Forschung,

1940.

P. C i c a l a .

Sul moto non

stazionario di un’ala di allungamento finito.

22.

Atti d.

Reale Accademia Naz. d. Lincei, serie VI,

vol. XXVI, 1937.

23.

H. H. П о л я x о в и А. И.

П а с т у х о в .

Теория несущей поверхно­

сти прямоугольной формы. Вестник ЛГУ, № 13, 1959.

24. Л о у р е н с

и Г е р б е р .

Аэродинамические силы, действующие на

колеблющееся

крыло малого удлинения. Сборник переводов иносГранной ли­

тературы. Механика, вып. 2, 1954.

 

Пространственное неустановившееся

25.

С.

М.

Б е л о ц е р к о в с к и й .

движение несущей поверхности: Г1ММ, вып. 4, 1953.

Здесь

указываются работы, лишь упомянутые в тексте. Более подробную

библиографию по нестационарному движению можно найти в книге А. И. Не­ красова [15], а также в сжатой обзорной статье Тимана ,La theorie des profils minces en ecoulement non stationnaire en fluide incompressible ou com­ pressible*. Publ. Scient. et Techn. Ministere Air, no 296. 1955.

Интересна также книга: Robinson and Laurmann. Wing theory. Cambridge, 1956.

6*

ОГЛАВЛЕНИЕ

 

 

 

Стр.

Введение...................................................................................................

3

 

 

Глава I. Теория нестационарных движений профиля

 

 

 

в плоском потоке

 

§

1.

Постановка задач и .............................................................................

15

§

2.

Случай движения с переменной циркуляцией........................

19

§3. О силах, действующих на плоский контур при нестационар­

§

4.

ном движ ении ........................... ............................................................

 

21

Исследование сил. связанных с вихревым сл ед о м ...............

26

§

5.

Определение циркуляции.................................................................

 

36

§

6.

Окончательное выражение для с и л ............................................

 

39

§

7.

Распределение давления по поверхности профиля...............

40

§

8.

Вычисление м о м ен т о в ..............................................................

• .

41

§

9.

Гармонические колебанияпрофиля . . ■ ....................................

 

50

§

10.

Применение вихревого м е т о д а ......................................................

 

56

§ 11.

Вычисление силы X ................................................................................

 

63

 

Глава II. Теория нестационарного движения

пластинки

 

 

 

конечного размаха

 

 

§

12.

Пластинка с постоянной циркуляцией по р азм аху ...............

66

§

13.

Пластинка с переменной циркуляцией по размаху...............

75

Литература .............................................................................................................

 

82

Поляхов Николай Николаевич

Теория нестационарных движений несущей поверхности

Редактор Е. В. ГЦемелева

Техн. редактор Е. Г. Жукова. Корректоры Г. А. Полиевская,

С. К. Школьникова

Сдано в набор 10 X 1959 г. М-54130 Подписано к печати 14-X1I 1959 г.

Уч. изд. л. 5,76 Печ. л. 5,25. Бум. л. 2,62. Формат бум. 60X92V16

Тираж 1900 экз. Заказ 1109. Цена 4 руб.

Типография ЛОЛГУ. Ленинград, Университетская наб., 7/9.

И С П Р А В Л Е Н И Я И О П Е Ч А Т К И

Страница

Строка

Напечатано

17

21 сверху

плоскости

25

ю

 

шФ

36

10 снизу

склада

41

8 сверху

( 10)

 

 

 

/дФ

dT\

41

ю

.

\dt

dt J

41

14

дФ dVk

d V

dt

dt ^ dt

 

 

 

Должно быть

 

жидкости

 

шф4

 

следа

 

 

(5)

 

dt +

dV ^

 

dt

шф3

d\'k

dT

^ dt

' dt

Ф4 + ■dt

Зак. 1109.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ