Федеральное агентство по образованию
Сибирский государственный аэрокосмический
университет имени академика М. Ф. Решетнева
Г.Ф. Ерашов
В.С. Козлов
АЭРОГАЗОДИНАМИКА СВЕРХЗВУКОВЫХ СКОРОСТЕЙ
Лабораторный практикум
Под редакцией профессора В. В. Филатова
Утверждено
Редакционно-издательским советом университета
в качестве учебного пособия для студентов
специальностей 130400, 130600, 130700
Красноярск 2005
ББК 39.62. я7
Е69
УДК 533.6
Рецензенты:
канд. техн. наук, доц. Ю. С. Опара
(Санкт-Петербургская академия гражданской авиации);
канд. техн. наук, доц. В. П. Карасев
(Сибирский государственный аэрокосмический
университет имени академика М. Ф. Решетнева)
Ерашов Г.Ф., Козлов В.С.
Е69 Лабораторный практикум по аэрогазодинамике сверхзвуковых скоростей: Учеб. пособие для студентов спец. 1304, 1306, 1307. – Красноярск: СибГАУ, 2005. – 67 с.
ISBN 5–86433–113–9
В первой части пособия изложены основные сведения из аэрогазодинамики. Представлено краткое описание основных положений теории одномерных течений газа, методов определения числа Маха потока. Изложены особенности определения параметров истечения газа через сверхзвуковое сопло. Рассмотрены структуры сверхзвуковых струй, распределение давления при различных режимах работы сопла и методика определения величины тяги на различных режимах. Даны методика расчета параметров на поверхности конуса при сверхзвуковых скоростях, схемы и описания экспериментальных установок и расчетные зависимости для обработки полученных результатов.
Во второй части содержится описание лабораторных работ по аэрогазодинамике сверхзвуковых скоростей. В приложении приводится минимум справочных материалов, необходимых для проведения расчетов.
ББК39.62. я7
© Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М.Ф. Решетнева, 2005
© Ерашов Г.Ф., 2005
I
SBN
5–86433–113–9
ОГЛАВЛЕНИЕ
1. Основные сведения из аэрогазодинамики ………………………………………... |
5 |
|||
|
1.1. Число Маха ………………………………………………………………………. |
5 |
||
|
1.1.1. Определение числа Маха путем измерения полного и статического давлений ……………………………………………………... |
6 |
||
|
1.1.2. Определение числа Маха потока оптическим методом ………………... |
8 |
||
|
1.2. Сопло Лаваля ……………………………………………………………………. |
11 |
||
|
1.2.1. Зависимость между скоростью течения газа и сечением струйки тока……………………………………………………... |
11 |
||
|
1.2.2. Сверхзвуковое сопло …………………………………………………….. |
12 |
||
|
1.2.3. Изменение параметров газа в изоэнтропическом течении в зависимости от скорости. Критические значения параметров…………... |
13 |
||
|
1.2.4. Скорость истечения и расход газа при истечении из сопла ………….... |
15 |
||
|
1.2.5. Относительная площадь сечения сопла и ее связь с относительной скоростью и давлением ……………………………….….. |
16 |
||
|
1.2.6. Режим работы сверхзвукового сопла ………………………………….... |
18 |
||
|
1.2.7. Структура струи ……………………………………………………….…. |
19 |
||
|
1.2.8. Распределение давления вдоль оси сопла ………………………………. |
21 |
||
|
1.2.9. Тяга сверхзвукового сопла ………………………………………………. |
22 |
||
|
1.3. Тела вращения в сверхзвуковом потоке ………………………………………... |
27 |
||
|
1.3.1. Сопротивление тела вращения при сверхзвуковых скоростях………… |
27 |
||
|
1.3.2. Расчет осесимметричного обтекания конуса сверхзвуковым потоком …………………………………………………………. |
30 |
||
|
1.3.3. Несимметричное обтекание конуса сверхзвуковым потоком ………….. |
33 |
||
|
1.3.4. Приближенный метод расчета обтекания конус-цилиндрических тел …………………………………………………... |
36 |
||
2. Лабораторные работы ………………………………………………………………….. |
38 |
|||
|
Лабораторная работа 1. Определение числа Маха сверхзвукового потока ……. |
39 |
||
|
Лабораторная работа 2. Исследование течения газа по сверхзвуковому соплу ……………………………………………………………. |
42 |
||
|
Лабораторная работа 3. Определение тяги сверхзвукового сопла на различных режимах работы ……………………………………………………… |
44 |
||
|
Лабораторная работа 4. Определение параметров течения на поверхности тел при сверхзвуковых скоростях ………………………………………………………... |
47 |
||
|
Лабораторная работа 5. Волновое сопротивление конуса ………………………… |
50 |
||
Библиографический список …………………………………………………………….. |
53 |
|||
Приложения: ……………………………………………………………………………… |
54 |
|||
Газодинамические функции (таблица). |
54 |
|||
Течение Прандтля-Майера (таблица) |
59 |
|||
Графические зависимости |
62 |
|||