ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обтекание решетки профилей потоком газа со сверхзвуковой осевой составляющей скорости из "Прикладная газовая динамика. Ч.2" При анализе сверхзвукового обтекания решеток профилей различают случаи, когда осевая составляющая скорости набегающего потока Wu = sin Pi больше и меньше скорости звука. [c.73] Здесь и далее исключаются такие сочетания чисел М, и углов атаки I, при которых в соответствии с кривыми, приведенными на рис. 3.12 гп. III, невозможно образование косого присоединенного скачка уплотнения у острой передней кромки профиля. [c.73] Условия, при которых вдоль фронта решетки образуется косой скачок, подробно рассмотрены в гл. X 3-го издания этой книги. [c.75] При отсутствии интерференции между решеткой и набегающим сверхзвуковым потокам достаточно рассматривать течение только в межлонаточных каналах и в непосредственной близости за срезом решетки. [c.76] Течение во входной части межлопаточного канала определяется взаимодействием или между косым скачком и пучком характеристик или между двумя косыми скачками (рис. 10.54). [c.76] Участки профиля, прилегающие к его передней кромке и находящиеся до точки пересечения двух скачков или скачка и пучка характеристик набегающего потока, расположены вне зоны возмущений от соседних профилей, и поэтому давление здесь такое же, как и на изолированном профиле. Распределение давления на остальной части профиля определяется взаимодействием косых скачков и волн Маха и их последовательным отражением от поверхности двух соседних профилей. Применение известного графоаналитического способа ) позволяет в общем случае больших возмущений построить распределение давлений по профилю и найти путем интегрирования величину и направление равнодействующей силы. [c.76] Келдыш В. В. Решетки профилей в сверхзвуковом потоке Ц Сборник теоретических работ по аэродинампке.— М. Оборонгиз, 1957. См. также гл. X в 3-м издании этой книги. [c.76] При положительных углах атаки критическая густота решетки пластин определяется пересечением волны Маха, идущей от передней кромки с соседним профилем. Аналогично при отрицательных углах атаки критическая густота решетки пластин определяется точкой пересечения с соседним профилем фронта косого скачка. [c.77] Интерференция между волнами Маха и скачками уплотнения возникает в этом случае только за решеткой и приводит к существенной неравномерности потока по шагу за решеткой (рис. 10.55, г). [c.77] Отсюда получаем систему двух уравнений относительно двух искомых величин Лз и ра ). Знание этих величин позволяет, согласно уравнению неразрывности, найти величину а, т. е. определить суммарные потери, включающие в себя как собственно потери, возникающие при обтекании данной достаточно редкой решетки сверхзвуковым потоком, так и потери, связанные с выравниванием потока газа в зарешеточном пространстве. [c.78] Отсутствие интерференции между решеткой и потоком со сверхзвуковой осевой составляющей скорости и главным образом возможность склеивания сверхзвуковых течений по линиям слабых и сильных разрывов послужили основой для разработки различных способов решения обратной задачи — построения сверхзвуковой решетки, поворачивающей ноток на заданный угол. Один из методов построения таких решеток, указанный С. И. Гинзбургом в 1950 г., основан на использовании в общем случае системы косых скачков на входе и последующих течений Прандтля — Майера 2). Примеры такого типа решеток представлены на рис. 10.57. Они носят лишь учебный характер. [c.78] В первом случае (рис. 10.57, а) сверхзвуковой поток, набегающий на решетку под нулевым углом атаки, частично тормозится в косом скачке с последующим торможением в течении сжатия при обтекании вершины профиля. В дальнейшем течении расширения происходит разгон потока с одновременным его поворотом. [c.78] При отсутствии косого скачка на входе и использовании только изоэнтропических течений сжатия и расширения Пранд-тля — Майера получаем сверхзвуковую изоэнтроппческую решетку без волнового сопротивления (рис. 10.57, г). [c.79] Недостатком такого метода построения иаоэнтропической сверхзвуковой решетки по сравнению с описанным выше способом, основанным на использовании двух течений Прандтля — Майера, является наличие диффузорного течения в выходном участке межлопаточного канала (у его вогнутой стенки), где имеется уже максимально развитый пограничный слой. [c.81] Продолжая процесс построения этих профилей, получим бесконечную прямолинейную решетку треугольников ). Эта решетка обладает волновым сопротивлением, определяемым по известным формулам для потерь полного давления в системе из двух косых скачков. Заметим, что аналогичным путем можно получить решетку, состоящую из трапеций (рис. 10.61,6), которая имеет большую густоту, чем соответствующая решетка из треугольников. [c.82] Возможные режимы обтекания решетки потоком со сверхзвуковой осевой составляющей скорости при наличии сильных возмущений покажем на примере густых решеток из простейших сверхзвуковых профилей — плоских пластин. [c.83] Значение етш определяется тем минимальным значением противодавления /)2т1п, при превышении величины которого возмущения начинают сказываться на течении в выходной части меж-лопаточных каналов решетки. [c.83] Максимальное значение Emai определяется достижением такого р2 mai, при котором дальнейшее повышение давления приводит к разрушению течения на бесконечности перед решеткой. [c.83] Остановимся сначала на обтекании решетки пластин при нулевом угле атаки. [c.84] При повышении давления за решеткой до некоторого значения / 2тт силовое воздействие также отсутствует. Соответствующие значения ратт и етш определяются из условия образования на срезе решетки косого скачка уплотнения. При этом угол отставания положителен и равен углу поворота потока в косом скачке. [c.84] Вернуться к основной статье