Введение_конспект(1)

Элементы аэродинамики больших скоростей

При сверхзвуковой скорости полета самолета (рис. в) сферические волны возмущений будут отставать от источника, граница возмущений будет проходить на конической поверхности,

называемой конусом возмущений или волной Маха. Угол между образующей этого конуса (линией Маха) и направлением скорости полета называется углом Маха. Его значение определяется отношением пути s = at, пройденного волной возмущения со скоростью звука а за определенный промежуток времени t, к пути L = Vt, пройденному за это же время самолетом, летящим со скоростью

V.

Отличительной особенностью именно сверхзвуковых потоков является то, что в сверхзвуковом потоке конусы возмущений (слабые возмущения от множества точечных источников возмущений) накладываются друг на друга и, суммируясь, создают более сильное возмущение среды - ударную волну.

Элементы аэродинамики больших скоростей

Ударная волна, перемещаясь во все стороны, как бы останавливается набегающим потоком, и скорость ее распространения сравнивается со скоростью набегающего сверхзвукового потока. Такая «остановленная» набегающим сверхзвуковым потоком ударная волна называется скачком уплотнения.

Явления, связанные с возникновением ударных волн и скачков уплотнения, называются волновым кризисом.

При движении потока сжимаемого газа со сверхзвуковой скоростью в суживающемся канале скорость потока убывает (V↓), а давление растет (р↑). Это не противоречит выводам, сделанным ранее на основании уравнения неразрывности и уравнения Бернулли.

Элементы аэродинамики больших скоростей

возникновение волнового кризиса

Элементы аэродинамики больших скоростей

Волновое сопротивление

Элементы аэродинамики больших скоростей

На передних кромках в точках полного торможения потока (критических точках), где вся кинетическая энергия превращается в потенциальную энергию давления потока (скоростной напор рV2 /2 трансформируется в статическое давление р), давление температура будут наибольшими.

Температуру торможения ТТ и давление рТ в критической точке можно рассчитать по формулам:

Системы осей координат

Связанная система осей координат Нормальная земная система осей координат координат

Положение самолета относительно Земли определяется углами между осями связанной (OXYZ) и нормальной земной (OXgYgZg) системами осей координат.

Начало связанной системы осей координат помещено в центр масс (ц. м.) самолета, ось ОХ направлена от хвостовой к носовой части самолета, ось OY перпендикулярна оси ОХ и направлена вверх в плоскости симметрии, ось OZ перпендикулярна плоскости симметрии самолета и направлена в сторону правой консоли крыла.

Аэродинамические характеристики самолета

В общем случае при полете самолета (при наличии угла атаки α и угла скольжения β) вектор полной аэродинамической силы самолета Ra ориентирован в пространстве произвольным образом. Проекции полной аэродинамической силы на оси скоростной системы координат можно записать в следующем виде:

Составляющие (Cуа, Cхa и Cza) безразмерного коэффициента полной аэродинамической силы CRa и положение точки ее приложения (центр давления) полностью описывают аэродинамические характеристики самолета.