К вопросу о точности инженерных методов расчета удельного теплового потока в ламинарном пограничном слое на непроницаемой "стенке" на поверхности полусферы в сверхзвуковом воздушном потоке

К вопросу о точности инженерных методов расчета…

УДК 533.16

К вопросу о точности инженерных методов расчета

удельного теплового потока в ламинарном

пограничном слое на непроницаемой «стенке»

на поверхности полусферы в сверхзвуковом

воздушном потоке

1,2

, В.А. Сысенко

, А.А. Блохина

АО «ВПК “НПО Машиностроения”», г. Реутов, 143966, Россия

МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия

Приведены результаты оценки точности для инженерной методики расчета

удельного теплового потока в ламинарном пограничном слое на поверхности полу-

сферы. В развитие решения, полученного И.Н. Мурзиновым, предлагается анало-

гичная инженерная методика повышенной точности с учетом современных научно-

технических достижений. В частности, существенно расширен диапазон измене-

ния таких определяющих факторов, как число Маха в набегающем воздушном по-

токе, давление торможения этого потока, энтальпия

Ключевые слова:

тепловой поток, ламинарное течение, сверхзвуковой поток, по-

граничный слой, инженерные методы.

Введение.

Сферические затупления относятся к наиболее высоко-

температурным элементам конструкции летательных аппаратов.

Оценка точности расчета параметров конвективного теплообмена на

поверхности полусферы представляет значительный практический

интерес. При ламинарном режиме течения газа в пограничном слое

решение данной задачи можно получить с высокой точностью путем

численного решения уравнений пограничного слоя. Однако с точки

зрения инженерной практики крайне важно иметь достаточно про-

стые алгебраические формулы для расчета распределения тепловой

нагрузки по поверхности полусферы. Наиболее естественный подход

к решению этой задачи состоит в получении систематических чис-

ленных решений уравнений ламинарного пограничного слоя с после-

дующей аппроксимацией полученных при этом результатов. В сере-

дине XX в. такая задача, в частности, была решена И.Н. Мурзиновым

[1], полученная им простая инженерная формула расчета повсемест-

но используется на практике. В литературных источниках при этом

утверждается (см., например, работу [2]), что данная формула харак-

теризуется высокой точностью на всей поверхности полусферы, од-

нако конкретных данных, подтверждающих этот вывод, при этом ни-

где не приводится. За время, прошедшее с момента опубликования

работы [1], методы решения уравнений пограничного слоя получили