Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Микерин, И. К. Аэродинамика летательных аппаратов

.pdf
Скачиваний:
27
Добавлен:
22.10.2023
Размер:
11.06 Mб
Скачать

— касательная

ожиЬаль

нов 16 топке

Л ja^vj

сенцщар^ ожиЬамнал

{іточкдД j»*e)

Рис. 3.7. Форма и геометрические параметры оживальной и секущей головных частей.

Рис. 3.8. Іаявтедьшй аппарат нормальной схемы,

154

1

Рис. 3.9. Летательный аппарат схемы "бесхвоста .

Рис. ЗЛО. Летательный аппарат схемы "уткаГ

стаЬѵлиsoтор

поворотное

крыло

Рис. З . І І . Летательный аппарат с поворотным крылом.

і:5 .

156

Рис. 3 . I G . Положительные направления аэродинамических моментов.

Г л а в а ІУ

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ АЭРОДИНАМИКИ

§ 4.1. Общие понятия об аэродинамических экспериментальных исследованиях

. Выше было сказано, что основной задачей аэродинамики является определение аэродинамических коэффициентов сил и моментов, действующих на тело со стороны воздуха.

В большинстве практически -ажяых случаев эту задачу приходится решать экспериментальным путем, так как теорети­ ческие методы расчета в аэродинамике зачастую очень сложны и не всегда дают точные и удобные для практики ответы на многочисленные вопросы проектирования летательных аппаратов.

Теоретические методы исследований устанавливают лишь общие закономерности движения и сопротивления воздуха, и в некоторых случаях определяют значения аэродинамических коэф­ фициентов для наиболее простых тел.

Поэтому в практической аэродинамике основное значение имеет эксперимент.

Однако, чтобы экспериментальные данные были достоверны­ ми, постановка эксперимента и обработка полученных результа­ тов должны базироваться на знании общих закономерностей дви158

жения воздуха, которые выясняет теоретическая аэродинамика.

Зависимость аэродинамического эксперимента от теории

объясняется ещё и

тем, что эксперимент проводится чаще всего

не с натуральным

объектом и не в

натуральных условиях,

а н а

модели этого объекта, в условиях,

отличных от натурных. .

 

Модель представляет собой тело, геометрически подобное

изучаемому объекту, несколько схематизированное и уменьшен­

ное по

сравнению

с натурой в несколько раз. Современные

л е т а ­

тельные

аппараты

слишком сложны,

велики по размерам и

д о р о г о ­

стоящи

для того,

чтобы их можно было всякий раз испытывать в

натуральных условиях. Натурный эксперимент проводиться лишь

н а заключительной

стадии проектирования летательного

а п п а р а т а ,

после выполнения расчетао-вычислиѵельных работ и многочислен­

ных экспериментов на

моделях,

 

 

 

В настоящее время наиболее распространенными являются

следующие виды аэродинамического

эксперимента.

 

1.

Испытания в

аэродинамических

трубах.

 

2.

Определение

аэродинамических

характеристик

небольших

 

летательных

аппаратов с

помощью специальны^

тележек.

3. Испытания ьл аэробаллистических трассах.

4. ЛВтные испытания.

Основным и наиболее доступным видом аэродинамического

эксперимента является испытание моделей летательных а п п а р а т о в

в

аэродинамических

трубах. В этом с л у а е

м о д е л ь

з а к р е п л я е т с я

в

аэродинамической

трубе неподвижно, а на

н е е

н а п р а в л я е т с я

поток воздуха.

 

 

 

 

 

С помощью специальных аэродинамических в е с о в замеряют

аэродинамические силы и моменты, действующие

на

модель.

159

Более

подробно на этом виде эксперимента

остановимся

в следующих

параграфах.

 

При испытании летателынх аппаратов с помощью специаль­

ных тележек

прокладывают рельсовый путь длиной

несколько

километров по прямой или по кругу (рис. 4 . 1) .

По нему с большой скоростью скользит тележка, приводи­

мая в движение пороховым или жидкостным реактивным двигате­ лем.

Летательный аппарат прикрепляется на тележке к аэроди­

намическим

весам,

измеряющим

аэродинамические силы и моменты,

действующие

на него во время

движения. Скорость таких теле­

жек д о с т и г а в 9 0 0

и/сек.

 

По сравнению с аэродинамическими трубами испытания на специальных тележках происходят в более реальных условиях, однако продолжительность эксперимента на тележках очень малавсего несколько секунд.

Определение аэродинамических характеристик возможно также путем выстреливания модели летательного аппарата из специальной пушки вдоль аэробаллистичесгой трассы ( р и с . 4 . 2 ) . Вдоль траектории полета модели устанавливают шиты из тонкого картона или плотной бумаги, которые пробиваются при полете модели. Исследуя эти пробоины определяют скорость, траекто­ рию полета и угловое положение модели. Для увеличения относи­ тельной скорости движения на аэробалллстической трассе может быть создан встречный поток воздуха. В последние годы вместо картвнных щитов устанавливается фотоаппаратура. Путем скоро­ стной съемки в вертикальной и горизонтальной плоскостях так­ же определяются скорость, траектория и угловое положение

модели в различное время. По этим данным и определяются аэро160

динамические силы и моменты, действующие на модель во время полета.

Безусловно, наиболее достоверные результаты можно полу­

чить во время летных испытаний,которые проводятся в реальных условиях и чаще всего на натурных образцах. Но такие испыта­ ния очень дороги и довольно сложны, поэтому их стремятся'

заменить более

простыми

и дешевыми.

 

 

Однако

в

настоящее

время скорости

полета,

соответствую­

щие числам

 

M =-15 +20 могут быть

получены

только во ,

вреия летных испытаний.

 

 

 

Кроме

того, только

во время летных

испытаний можно

отработать такие вопросы: установить влияние аэродинамичес­

кого

нагрева,

определить давление полного торможения, выяс­

нить

причины; вибраций летательного аппарата и др.

 

§ 4.2.

Дародинамические тоѵбы

Аэродинамическая труба представляет собой канал, в

котором создается искусственный регулируемый поток воздуха

или газа. В зависимости от назначения аэродинамические тру­ бы подразделяются m трубы малых скоростей, больших дозвуко­ вых скоростей, сверхзвуковые трубы, трубы переменной плотнос­

ти, гигантские натурные трубы, трубы специального назначения

(штопорные, свободного полета, плазменные,

дымовые и д р . ) .

В России первая аэродинамическая труба

была построена

в гор. КАЛУГЕ основоположником современной ракетной техники

К.Э.ВДОЛКОВСКИМ в 1897г. и названа

им "воздуходувной".

Первая аэродинамическая труба

со всаснганием воздуха

( т . е . с расположением вентилятора за

моделью, считая по п о т о - '

I I . - З а л . 177?.

ІбІ

ку) построена "отцом русской авиации"

Н.Е.ЖУКОВСКИМ в .

1902

году

в Московском университет®,

В 1904 году

по указа­

нию Іуковского в КУЧИНЕ (под Москвой)

в Аэродинамическом

институте

создана

большая аэродинамическая труба

диаметром

в 1,2

м.

С тех пор

экспериментальные

исследования

в аэроди­

намических трубах получили весьма широкое распространение. Различные по размерам и назначению аэродинамические трубы имеются во всех научно-исследовательских институтах, рабо­ тающих в области аэродинамики, авиационных вузах и многих " авиационных заводах.

Современные аэродинамические трубы можно подразделить на 2 класса:

1)трубы с незамкнутым поѵоком;

2)трубы с замкнутым потоком.

Простейшая

схема аэродинамической трубы малых

скоростей

, с незагжнутым потоком показана на

рис. 4.3.

 

 

 

 

Вентилятор

I , приводимый во вращение

электромотором

постоянного

тока

2, через коллектор 3 засасывает в

 

трубу

в о з ­

дух. Поток

воздуха,

пройдя

через

спрямляющие

решетки 4,

 

выпрямляется и попадает в рабо"ую

часть трубы

5,

в

которой

устанавливается

модель 6.

Модель

закрепляется

на

аэродинами­

ческих весах 7,

при

помощи.которых производятся замеры

сил

и моментов, действующих на модель в потоке.

 

 

 

 

Из

рабочей

части поток попадает в диффузор 8,

где

его

скорость

понижается.

 

 

 

 

 

 

 

 

Форма сечения рабочей части современных дозвуковых

 

аэродинамических труб бывает круглая, восьмигранная или

 

эллиптическая. В аэродинамических

трубах

больших

дозвуковых

и сверхзвуковых скоростей сечение рабочей части трубы пршо - 162

угольное или квадратное.

Схема аэродинамической трубы с замкнутым потоком пока­

зана на рис. 4.4. В ьгом случае воздух, засасываемый венти­ лятором не выбрасывается из трубы, а поступает в обратный

канал, в результате чего происходит непрерывная циркуляция потока.

При одинаковых мощностях мотора и размерах трубы ско ­

рость в рабочей

части трубы с замкнутым потоком

будет боль­

ше, чем у трубы с незамкнутым потоком.

 

По устройству рабочей части различают трубы с закрытой

рабочей частью

(рис. 4.3;

4.4) и с откштой рабочей частью

(рис. 4.5).-

 

 

 

Аэродинамические трубы с закрытой рабочей частью имеет

тот недостаток,

что у них

в направлении движения

воздуха

давление в рабочей части падает вследствие потерь на трвйае»

Поэтому модель, помещенная в эту рабочую часть, будет паходиться в условиях переменного по длине давления, что rte •oööt-

ветствует реальным условиям полета летательного аппарата* Этот

недостаток устраняется р трубе с

открытой рабочей

чае?ыз» в

которую воздух

подсасывается, а

давление

воздуха выравнявает-

с я .

 

 

 

 

Дозвуковые

аэродинамические

трубы

чаще всего

оснащают­

ся шестикомпонентными весами, которые позволяют замерять все

силы и моменты,

действующие

на

модель.,

 

 

В связи с появлением сверхзвуковой авиации и ракет

раз ­

личного назначения

в

последние

годы

большое развитие

полу­

чили околозвуковые

(

M = 0,6

*

1,4

)

и сверхзвуковые

 

 

аэродинамические трубы. В большинстве

случае^ она бывают

постоянного (с

замкнутым потоком)

и кратковременного

(

с

I I *

 

 

 

 

 

 

 

 

163

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ