Особенности течения в донной области экспериментальных моделей летательных аппаратов
Авторы: Сидняев Н.И., Баттулга Э.
Опубликовано в выпуске: #5(161)/2025
Раздел: Авиационная и ракетно-космическая техника | Рубрика: Аэродинамика и процессы теплообмена летательных аппаратов
Представлены исследования в области экспериментальной аэродинамики, связанные с проблемой внезапного расширения внешнего сжимаемого потока за донным срезом экспериментальных моделей летательных аппаратов и донным давлением. Постулируется, что значительную часть общего сопротивления составляет сопротивление, вызванное донным разрежением. Показано, что при больших скоростях полета донное давление ниже атмосферного. Предложенные методы, связанные с аэродинамическими и баллистическими испытаниями, позволили исследовать зависимость донного давления от числа Маха полета и поддерживающих устройств. Серия экспериментов показала, что пограничный слой оказывает определенное влияние на донное давление.Представлено подробное исследование потока за сферами, закрепленными на магнитной подвеске, в потоке гелия при М = 16. Для изучения области за сферами на расстоянии от 1 до 50 диаметров тела проводились измерения давления с помощью трубки полного напора. Испытывались две сферы диаметрами 19 и 9,5 мм, вычисленных по размеру тела при разных числах Рейнольдса в диапазоне от 45 400 до 109 000. Результаты исследования показали, что переход к турбулентному течению должен происходить внутри рассматриваемой области, но измерения падения напряжения на нити термоанемометра привели к заключению, что след, по всей вероятности, был ламинарным. Представлены подробные распределения давления в трубках полного напора по оси и по радиусу, которые сравниваются с экспериментальными данными для плоского цилиндра при том же числе Маха и данными, полученными как на баллистической трассе, так и по двум теориям. Измеренные среднеквадратичные значения падения напряжения на нити термоанемометра постоянны, они имеют очень малую величину на оси следа, но резко увеличиваются на его краях.
EDN LSVYIJ
Литература
[1] Калугин В.Т., Мичкин А.А., Чернуха П.А., Чин Ч.Х. Экспериментальное и математическое моделирование процессов обтекания летательных аппаратов при управлении течением в ближнем следе. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение, 2011, № 1, с. 71–81.
[2] Сидняев Н.И. Исследование аэродинамических характеристик затупленных тел вращения при обтекании сверхзвуковым потоком с массообменом. Проблемы машиностроения и надежности машин, 2006, № 4, с. 9–17.
[3] Сидняев Н.И. Аэродинамические характеристики гиперзвуковых летательных аппаратов с поверхностным массообменном. Математическое моделирование, 2008, т. 20, № 4, с. 23–34.
[4] Сидняев Н.И. Исследование влияния поддерживающих устройств на донное давление моделей сверхзвуковых летательных аппаратов. Письма в журнал технической физики, 2013, т. 39, № 8, с. 17–24.
[5] Босняков С.М., Власенко В.В., Курсаков И.А. [и др.] Задача интерференции оживального тела вращения с державкой аэродинамической трубы и особенности ее решения с использованием ЭВМ. Ученые записки ЦАГИ, 2011, № 3, с. 28–42.
[6] Богословский С.Б., Пантелеев А.С. Идентификация динамических характеристик летательного аппарата по результатам аэромагнитного эксперимента. Научное приборостроение, 2001, т. 11, № 2, с. 78–85.
[7] Коробков В.А., ред. Задачи и методы экспериментальной аэродинамики: Сб. науч. трудов. Санкт-Петербург, ГУАП, 1994, 160 с.
[8] Богословский С.В. Теория и практика аэромагнитного моделирования. Санкт-Петербург, ГУАП, 1998, 136 с.
[9] Мхитарян А.М. Аэродинамика. Москва, Машиностроение, 1976, 448 с.
[10] Сэйдж Э.П., Мелс Д.Л. Идентификация систем управления. Москва, Наука, 1974, 311 с.
[11] Петров К.П. Аэродинамика тел простейших форм. Научное издание. Москва, Факториал, 1998, 250 с.
[12] Воеводин A.B., Прысев Б.Ф. Использование панельного метода расчета для исследования сходимости результатов испытаний в АДТ на ленточной подвеске и хвостовой державке. Ученые записки ЦАГИ, 2008, т. 39, № 1, с. 2–16.
[13] Исследование течений за донным срезом тел, обтекаемых потоком газа (по материалам иностранной печати за 1967–1972 гг.). Обзор ОНТИ ЦАГИ, 1974, № 452, с. 125–128.
[14] Garanin A.F., Glagolev A.I., Zubkov A.I., Sukhanovskaya L.D. Drag of bodies of revolution in supersonic flow with the heat and mass addition to the near wake. Fluid Dynamics, 2002, vol. 37, no. 2, pp. 158–165.