CC BY
29
УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ НАГИ
_______ . 1 9? І
№ 2
УДК 626.76.015.3.024.8 532.525.2
ВЛИЯНИЕ БОКОВОЙ ДЕРЖАВКИ МОДЕЛИ КОНУС - ЦИЛИНДР НА ХАРАКТЕР ИЗМЕНЕНИЯ ДОННОГО ДАВЛЕНИЯ ПРИ ВЗАИМОДЕЙСТВИИ РЕАКТИВНОЙ СТРУИ СО СВЕРХЗВУКОВЫМ НАБЕГАЮЩИМ ПОТОКОМ
А. Н. Шлягун
Обнаружено явление существенного изменения донного давления модели конус—цилиндр при погружении боковой державки в срыв-ную зону, которая образуется в результате взаимодействия недорас-ширенной реактивной струи со сверхзвуковым потоком, обтекающим модель. Построена физическая модель течения. Обнаруженное явление может иметь место и в натурных условиях полета крылатого летательного аппарата.
В аэродинамической трубе при сверхзвуковых скоростях (Моо = 2-т-10) исследовалось распределение давления по дну и боковой поверхности модели конус — цилиндр с истекающей в донной области воздушной струей*. Модель крепилась в трубе на боковой державке при угле атаки а = 0. Схема модели и размещение дренажных точек приведены на фиг. 1. Степень нерасчетности
* Испытания были проведены совместно с Б. Н. Михайловым.
истекающей струи — изменялась от нуля до 8000. Анализ результатов провеР оо
р
денных исследований показал, что донное давление —• с увеличением степени
Р ОО
нерасчетности истекающей струи
(£>■)
монотонно возрастает’
Фиг. 2
При этом уровень давления в различных точках дна практически одинаков
- 1р*\
(фиг. 2, а). Однако при достижении определенных значении отношения ~
\ г со/крит
монотонное увеличение донного давления прекращается—донное давление резко падает. Уровень давления в различных точках дна при этом существенно отлива
чается. Дальнейшее увеличение —— приводит к повторному увеличению донного
” 00
давления (фиг. 2, б). Такой характер изменения донного давления имел место практически для всех исследованных сопел и при всех числах Мм (фиг. 3).
Ла
Причем увеличение диаметра выходного сечения сопла приводило к умень-
шению отношения > 8 увеличение числа Мдд
к его возрастанию.
00 /Крит
Дополнительный анализ полученных экспериментальных материалов покаРа
зал, что при увеличении степени нерасчетности — в результате расширения
ГСО
границ струи на боковой поверхности модели возникает отрыв внешнего потока.
* Индексами „оо* и ,о“ отмечены значения параметров в набегающем потоке и в выходном сечении сопла соответственно. .
Ma V-,fc'Z5,3 W6-,Mlf2,0
ос=>0, М<г2-} 0a~!S°; М^9,7, da/d-0,32S
Фиг. 4
Дальнейшее увеличение степени нерасчетности приводит к перемещению линии отрыва вперед против набегающего потока. При этом в меридиональных сечениях модели, прилегающих к боковой стойке, наблюдается отставание перемеР
щения линии отрыва. Характер распределения давления в срывной зоне -—
Р 00
по различным меридиональным сечениям боковой поверхности модели = 0;
Ра
45°; 90°) при различных степенях нерасчетности истекающей струи —— представ-
Р 00
лен на фиг. 4. Видно, что с приближением к боковой стойке наблюдается существенная неравномерность распределения давления в боковой срывной зоне.
На фиг. 5 представлены графики изменения давления на дне модели в дренажной точке № 7 и на боковой поверхности модели в меридиональном сечении, наиболее приближенном к боковой стойке (тг = 0), в точках № 24 (область задней кромки обратного клина боковой стойки) и № 39 (область передней кромки обратного клина боковой стойки). Там же представлены схемы течения для наиболее характерных точек на кривой изменения донного давления. Из представленных графиков видно, что нарушение монотонности кривой изменения донного давления связано с прохождением линии отрыва в области боковой стойки. На участке монотонного увеличения донного давления имеет место течение, представленное схемой на фиг. 5, а. Параметры потока перед линией отрыва в этом случае по всем меридиональным сечениям отличаются мало. За боковой стойкой давление и число М потока выравниваются за счет замыкающих скачков уплотнения, образующихся при обтекании обратного клина. Донное давление с увеличено
нием степени нерасчетности -—продолжает увеличиваться до тех пор, пока линия
Р 00
отрыва не достигнет задней кромки боковой стойки, о чем косвенно можно судить по увеличению давления в дренажной точке № 24 *. С приближением срывной зоны к задней кромке обратного клина боковой стойки перед линией отрыва реализуется местное течение расширения с повышенным числом М (фиг. 5, б). После
* Увеличение давления в точке № 24 при значении Ра1Роо * меньшем чем (Ра1Роо)крит’ связано с отставанием перемещения линии отрыва вблизи стойки по сравнению с меридиональным сечением 7 = 0, где точка размещена. Примерный характер изменения давления вблизи стойки изображен на фиг. 5 пунктиром.
достижения линией отрыва передней кромки обратного клина боковой стойки; о чем можно судить по началу возрастания давления в точке № 3,9 (см. фиг, 5),
■ '■ " ■ >- ра ,1 донное давление вновь B03pacTaet с увеличением отношения -—. В этом случае ■ ■■ ' , . " ”00 ' . , число М перед линией отрыва опять уменьшилось, т. е. М, <М2 (фиг. 5, в).
. . На основании, проведенного выше;анализа, можно сделать следующий вывод. Нарушение монотонного увеличения донного давления при увеличении степени
г .. Ра '
нерасчетности истекающеи струи связано в основном с изменением местных - .. ‘ Роо ' - ' .
параметров потока перед линией отрыва, вызванным* последовательным погружением определенных частей боковой стойки в срывную зону. Причем увеличение местного числа М перед линией отрыва приводит к уменьшению донного давления.
Следует заметить, что обнаруженное явление может иметь место также и в натурных условиях полета крылатого летательного аппарата при взаимодействии срывной зоны с элементами крыла. ,
Рукопись поступила 7/V 1970 г.
