| |
приведённого выражения в неразрывности уравнение. Для несжимаемой жидкости П. с.
удовлетворяет уравнению Лапласа ({{??}} = 0) и является гармонической
функцией. В этом случае П. с. допускает простую физическую интерпретацию: П. с.
данного распределения скорости безвихревого течения есть увеличенный в -1/Q
(Q — плотность среды) раз импульс сил давления, требуемый для приведения среды
(первоначально находившейся в состоянии покоя) в данное движение.
Для заданного поля скоростей П. с. в произвольной точке В можно найти
интегрированием вдоль некоторой кривой, начинающейся в точке А с известным
значением потенциала:
{{?}}в = {{?}}a + ?ваVdr,
где dr — направленный элемент кривой. При движении в односвязной области П. с.
является однозначной функцией r, а значение интеграла не зависит от пути
интегрирования. Для многосвязной области П. с. в общем случае неоднозначен, и
его значение в точке В зависит от формы кривой, вдоль которой проводится
интегрирование.
В. А. Башкин.
потенциал ускорения — скалярная функция Ф пространственных координат и времени
t, градиент которой равен вектору ускорения W:
{{формула}}
где {{?}} — потенциал скорости. Существует для безвихревых течений и при
движении несжимаемой жидкости удовлетворяет, как и потенциал скорости,
уравнению Лапласа. В аэро- и гидродинамике используется при исследовании
обтекания профилей и крыльев дозвуковыми и сверхзвуковыми потоками идеального
газа на основе линеаризованных уравнений (см., например, Прандтля—Глауэрта
теория).
потенциальное течение — течение жидкости или газа, для которого существует
потенциал скорости (см. Безвихревое течение).
потеря эффективности органа управления при закритических значениях числа Маха
полёта — обусловлена развитием зоны сверхзвукового течения (см. Трансзвуковое
течение) на профиле несущей поверхности при превышении Маха числа полёта М{{?}}
критического числа М{{*}} (М{{?}} > М.).
Эксперименты в аэродинамических трубах и лётные исследования показали, что при
приближении значения М{{?}} к единице может иметь место значительное уменьшение
эффективности органа управления (ОУ), а в некоторых случаях даже обратное его
действие.
Механизм П. э. о. у. становится понятным, если рассмотреть изменения значений и
распределения по профилю относительного давления р(р = р/р0, где р — давление
в рассматриваемой точке, р0 — полное давление набегающего потока) при различных
значениях угла {{?}} отклонения ОУ и М{{?}} (рис. 1). При М{{?}} = 0,69 < М*
наблюдается хорошо известное различие в значениях {{р}}, растущих с увеличением
{{?}}, но характер распределения {{р}} вдоль хорды ({{х}} — выраженное в
процентах отношение расстояния х от носика профиля вдоль хорды к хорде b
профиля: {{х}} = x/b) практически не меняется. Совершенно иным оказываются
распределения давления по профилю при М{{?}} > М. На верхней и нижней
поверхностях видны развитые области сверхзвукового течения (области, где
|{{р}}| > |ркр|, {{р}}кр — значение {{р}} при местном числе Маха М = 1). Они
начинаются приблизительно от х = 17% и простираются до места расположения
замыкающих их скачков уплотнения (см. Ударная волна). В отличие от эпюры
давления, наблюдаемой при М{{?}} < М* при М{{?}} = 0,83 > М*, например,
распределение давления на части поверхности профиля — от носика до скачков
уплотнения — оказывается почти не зависящим от угла {{?}}. Это имеет место на
протяжении приблизительно 60% хорды на верхней поверхности и 40% — на нижней
(на ней из-за влияния отклонения ОУ вниз скачок уплотнения смещается к носику
профиля). Отклонение ОУ вызывает лишь изменения в положении скачка уплотнения
на профиле и в распределении давления по части профиля, расположенной за
скачком уплотнения. По мере увеличения М{{?}} скачки уплотнения перемещаются
вниз по потоку и происходит заметное расширение областей сверхзвукового течения
на обеих поверхностях профиля.
Оптические исследования обтекания профилей при М{{?}} > M* показывают, что
расширение зоны сверхзвукового течения всегда сопровождается одновременным
увеличением высоты скачка уплотнения, то есть глубины проникновения области
сверхзвукового течения в поток, обтекающий профиль. Поэтому возникающие позади
скачков уплотнения небольшие возмущения создаваемые обтеканием отклоненного ОУ
и распространяющиеся в потоке со скоростью звука, не могут проникать на
переднюю часть поверхности профиля вследствие задерживающего влияния сильно
развитой местной сверхзвуковой зоны, и распределение давления по части профиля,
расположенной впереди скачка уплотнения, оказывается почти не зависящим от
отклонения ОУ. При этом приращение {{?}}су коэффициент подъёмной силы (см.
Аэродинамические коэффициенты), вызываемое отклонением ОУ и в основном
определяющее эффективность ОУ, возникает лишь за счёт приращения {{?}}{{р}}
относительного давления [{{?}}{{р}} = {{р}}(?)-р(? = 0)] на части профиля,
расположенной позади замыкающего скачка уплотнения (рис. 2).
Г. П. Свищёв.
Рис. 1. Распределения давления вдоль верхней (красные кривые) и нижней (синие
кривые) поверхностей профиля при различных значениях М{{?}} (а — М{{?}} = 0,
69; б — М{{?}} = 0,83; в — М{{?}} = 0,86 и г — M{{?}} = 0,88) и различных
углах {{?}} отклонения руля (кривые 1 — {{?}} = 0; кривые 2 — {{?}} =
8{{°}}, штриховые прямые — значения ркр).
Рис. 2. Распределения приращений {{?}}{{р}} давления вдоль верхней (красные
кривые) и нижней (синие кривые) поверхностей профиля при отклонении руля на
|
|