ВЛИЯНИЕ СЖИМАЕМОСТИ ВОЗДУХА НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. ВОЛНОВОЙ КРИЗИС. КРИТИЧЕСКОЕ ЧИСЛО МАХА

Вдали от профиля скорость . В передней критической точке скорость равна 0. При обтекании профиля дозвуковым потоком на конфузорной части площадь струйки будет уменьшаться, а скорость дозвуковой струйки увеличиваться. Максимальная скорость будет в сечении, близком к максимальной толщине профиля.

При достаточно большой скорости невозмущенного потока максимальная скорость может достигнуть скорости звука. На диффузорном участке звуковой поток будет разгоняться до сверхзвуковых скоростей. На профиле возникает скачёк уплотнения, за которым скорость становится дозвуковой.

Число Маха невозмущенного потока при котором впервые возникает скачок уплотнения называется критическим числом Маха, обозначается М_*.

Значение М_* всегда меньше или равно единице и зависит от формы профиля и его угла атаки.

Для случая дозвуковых скоростей коэффициент давления с учётом сжимаемости может быть определен по коэффициенту давления в несжимаемом потоке в соответствии с правилом Прандля-Глауэрта:

Следовательно коэффициент давления с учетом сжимаемости будет расти быстрее там, где значение этого коэффициента в несжимаемом потоке больше.

Установлено, что значение критического числа Маха для любого профиля является функцией только величины минимального коэффициента распределения давления. Поэтому можно определить по теоретической кривой С.А.Христиановича распределения давления в несжимаемом потоке.

Сопротивление, вызываемое скачком уплотнения, называется волновым сопротивлением.

1) Скачка нет 2) Появился скачок уплотнения 3) Растет интенсивность скачка и область разряжения на верхней дужке 4) Появился скачок на нижней дужке, скорость распространения скачка уплотнения по нижней части профиля больше скорости распространения скачка на верхней части профиля. 5) Скачок на нижней дужке достиг хвостики профиля, а разряжение на верхней дужке продолжает увеличиваться

Область чисел маха до М = М_* называется докритической областью полета.

I. От М_* до 1,2- трансзвуковой диапазон

II. М>1,2 сверхзвуковая скорость полета

III. М>4 гиперзвуковая скорость полета

Для уменьшения сопротивления в трансзвуковом диапазоне применяют специальные профили.

Основная идея суперкритического профиля: отдалить возникновение волнового кризиса, снизить интенсивность скачка уплотнения.

2. Заострение кромки профиля. На сверхзвуковых скоростях сопротивление профиля с острой кромкой в 2-3 раза меньше, чем сопротивление с тупой кромкой.

3. Уменьшение толщины профиля - самый основной путь уменьшения волнового сопротивления.

Для достигаемый М_* будет больше, а волновое сопротивление меньше.

4.На дозвуковых скоростях меньшим сопротивлением обладает профиль с закруглённой передней кромкой за счет возникновения подсасывающей силы.

Критическое число Маха крыла можно определить из уравнения:

(2.1)

Здесь зависит от вида профиля профиля ( ), коэффициента подъемной силы и стреловидности крыла ,

. , (2.2)

где

Величина критического числа М_* характеризует начало резкого возрастания сопротивления и соответствует условию .

Для определения критического числа Маха крыла на данном этапе курсовой работе необходимо принять .

Определение критического числа Маха горизонтального и вертикального оперения производятся также как для крыла, но при этом необходимо принять (соответствует симметричным профилям) и .