6.3Расчет обтекания головной части

Отход ударной волны

где R_t – радиус сферического носка,

где ρ_0t – отношение плотностей,

Радиус кривизны ударной волны на оси сечения

Ударная волна(гипербола)

где a, b — параметры гиперболы.

С учетом исходных данных, а также полученных параметров (отход ударной волны от вершины сферы 14,9 мм, радиус кривизны ударной волны на оси сечения 96 мм), строим график.

График 4 - Отход и форма ударной волны при обтекании затупленного по сфере конуса

7 Расчет обтекания передней кромки оперения

7.1Расчетная схема обтекания передней кромки оперения

Рисунок 6 - Косой скачок уплотнения

Рисунок 7 - Тонкая пластина конечной толщины

В расчете будем рассматривать две схемы обтекания оперения — косой скачок уплотнения и тонкую пластину конечной толщины.

Случай с пластиной конечной толщины разделим на три пункта:

а) Угол атаки будет больше угла заострения оперения α > δ.

В этом случае расчет будем проводить по первой схеме.

б) Угол атаки меньше угла заострения α < δ

Угол скачка уплотнения сверху уменьшим на угол заострения, а расчет скачка уплотнения снизу будем проводить по первой схеме.

в) Угол атаки равен углу заострения α = δ

В этом случае параметры потока снизу будут равны параметрам потока сверху и расчет будет проводиться по первой схеме.

Задаемся углом заострения δ = 1,5^º_. Т.к. α > δ , все расчеты будем проводить по схеме 1 — косой скачок уплотнения.

7.2Исходные данные для расчета обтекания передней кромки оперения

Таблица 5 — Исходные данные

Максимальный скоростной напор на АУТ, кПа	82,584
Высота, м	10993
Угол атаки, град	1,85
Число Маха	2,275
Температура	216,7
Давление, Па	2,396 · 10^4
Скорость звука, м/с	295,622

7.3Условия расчета(принятые допущения)

Расчет производится по первой схеме — косой скачок уплотнения

7.4Расчет обтекания передней кромки оперения

Для косого скачка уплотнения определяем режим максимального скоростного напора на АУТ:

С помощью программы «Стандартная атмосфера» в среде MathCad определяем скорость, температуру и давление:

Температура при высоте H=10993 (м) будет равна 216,7.

С

Скорость звука при высоте Н=10993(м) будет равна 295,622

Изменение давления по высоте стандартной атмосферы

Давление при высоте Н=10993 (м) будет равно 2,396 · 10⁴

7.5Построение ударной поляры

Для построения ударной поляры воспользуемся программой «Косой скачок уплотнения» в среде MathCad.

Исходные данные:

показатель адиабаты k=1,4;

число Маха невозмущенного потока М₁=2,275

Условия расчета(принятые допущения):

-течение плоское(концевые эффекты на клине не учитываются);

-газ идеальный(влияние вязкости и пограничный слой на обтекаемой поверхности не учитываются);

-нелинейные уравнения решаются методом подекадного приближения.

Расчет ударной поляры:

Безразмерная скорость невозмущенного потока, определяется по формуле:

где М₁ — число Маха невозмущенного потока, k — показатель адиабаты.

λ1=1,747

Безразмерная скорость потока после косого скачка уплотнения:

где β — угол наклона фронта скачка, α(β) — угол поворота потока в функции угла наклона фронта скачка.

Методом подекадного приближения определяется угол наклона фронта скачка β, при котором число Маха после косого скачка уплотнения в зависимости от угла наклона фронта скачка М₂(β)=1.

Строим ударную поляру.