| |
{{?}}. В результате соответствующих преобразований приходим к уравнению
{{формула}}
с граничными условиями
{{формула}}
В переменных Крокко порядок уравнения понижается на единицу, а независимые
переменные изменяются на конечном интервале. Всё это делает очень
привлекательным применение этих переменных для численного анализа. Вместе с тем
их использование накладывает ограничения на класс рассматриваемых течений в
силу необходимого условия монотонности профиля скорости u (следствие требования
взаимооднозначного соответствия физических и преобразованных плоскостей). Кроме
того, на внешней границе П. с. решение теряет аналитичность: д{{?}}/дu{{??}}
при u{{?}}u{{e}}. Но эти ограничения не препятствуют широкому применению
переменных Крокко для исследования практических задач.
Уравнения П. с. явились мощным и эффективным инструментом исследования
прикладных задач; с другой стороны, развитие теории П. с. происходило под
влиянием запросов практики, в первую очередь со стороны авиации. Примерно до
начала 40х гг., когда скорости движения самолётов были относительно невелики и
можно было не учитывать сжимаемость воздуха, основное внимание уделялось
исследованию несжимаемого П. с. Поскольку внимание акцентировалось на
аэродинамику крыла, а самолёты имели крылья большого удлинения, рассматривался
преимущественно двумерный П. с. В силу слабого развития вычислительной техники
применялись главным образом приближённые методы анализа (точные методы
использовались для решения частных задач, когда уравнения П. с. сводятся к
обыкновенному дифференциальному уравнению — автомодельные решения). Большая
группа приближённых методов основана на использовании интегрального соотношения
Кармана, когда несущественна «тонкая» структура П. с. и необходимо определить с
приемлемой для практики точностью сопротивление трения. Для этого профиль
скорости и аппроксимируется некоторым выражением (например, с помощью интеграла
ошибок u/ue = erf{a(x)y}, которое после удовлетворения граничным условиям
содержит неизвестную функцию от х. Если аппроксимирующее выражение подставить в
интегральное соотношение Кармана, то после выполнения всех операций получается
обыкновенное дифференциальное уравнение для определения неизвестной функции.
Это уравнение интегрируется каким-либо известным способом. Среди методов этой
группы наиболее известен метод Кармана — Польхаузена, основанный на
использовании П. с. конечной толщины и на аппроксимации профиля скорости
полиномом четвёртой степени. Использование интегральных соотношений высших
порядков позволяет аппроксимировать профиль скорости выражением, которое
содержит большое число неизвестных функций. Это приводит к повышению точности
расчёта с одновременным увеличением трудоёмкости вычислений.
В период Второй мировой войны скорости полёта значительно возросли; при расчёте
аэродинамических характеристик самолётов возникла необходимость учитывать
сжимаемость среды, и поэтому стала интенсивно развиваться теория сжимаемого П.
с. (в основном применительно к совершенному газу). Здесь большую роль сыграло
преобразование А. А. Дородницына (1942), которое уравнения сжимаемого П. с.
приводит к виду, очень близкому к уравнениям несжимаемого П. с. В это же время
усилился интерес к осесимметричному П. с., поскольку носовые части фюзеляжей
самолётов стали выполняться в виде осесимметричных тел. В теории
осесимметричного П. с. важную роль сыграло преобразование Манглера (1945) —
Степанова (1947), с помощью которого уравнения осесимметричного П. с. сводятся
к уравнению плоского П. с., и, следовательно, эти два разных типа течения можно
исследовать по одной и той же методике. В последующие годы в связи с выходом на
сверхзвуковые скорости полёта и применением крыльев малого удлинения стало
много внимания уделяться исследованию трёхмерного П. с.; Успехи в этом
направлении во многом обусловлены появлением и быстрым развитием ЭВМ и
разработкой точных методов численного анализа.
При сверхзвуковых скоростях движения самолетов и других летательных аппаратов
имеет место аэродинамическое нагревание обтекаемой поверхности, которое также
исследуется в рамках теории П. с. В связи с этим началась интенсивная
разработка теории и методов анализа П. с. для сложных моделей движущейся среды:
газ с постоянным молекулярным весом и переменный удельными теплоёмкостями,
Равновесно диссоциирующий газ и др. При том большую роль начинают играть
различные эффекты (излучение, явление поглощения энтропийного слоя в П. с. и т.
д.), которые не встречались при дозвуковых скоростях движения или их значение
было несущественно. Однако наличие мощных ЭВМ и эффективных методов численного
анализа позволяет успешно решать всё возрастающие по трудности прикладные
задачи.
В рамках уравнений П. с. можно эффективно исследовать другие типы течений,
например, истечение жидкости или газа из отверстий и насадков, течение в
дальнем следе за телом и другие.
Лит.: Шлихтинг Г., Теория пограничного слоя, пер. с нем., М., 1974;
Лойцянский Л. Г., Механика жидкости н газа, 6 изд., М., 1987.
В. А. Башкин.
подвесной контейнер — стандартный жёсткий корпус обтекаемой формы с отсеками
(иногда герметичными) внутри, предназначенный для внешней подвески к
летательного аппарата с целью транспортировки груза, оборудования, вооружения.
П. к. крепится к летательному аппарату на унифицированных замках, а его
оборудование подключается к бортовым системам питания и дистанционного
управления. Впервые П. к. разработал и применил на самолёте ТБ-1 П. И.
Гроховский (1931, СССР). Под самолёт подвешивалось одиннадцать П. к. для
транспортировки десантников или грузов. В 1949 был разработан П. к. для
|
|