| |
оценки тенденции к С., что особенно важно на ранней стадии создания
летательного аппарата, может быть использован ряд приближенных критериев,
основанных на минимальной информации об аэродинамических характеристиках.
Такими критериями, показавшими хорошее соответствие с результатами лётных
испытаний, являются неравенства: m{{?}}xx ({{?}}) < 0 (сохраняется
демпфирование крена), {{??}}({{?}}) < 0 (обеспечивается боковая динамическая
устойчивость), m{{?}}y({{?}})m{{?}}x({{?}}) — m{{?}}x({{?}})m{{?}}y({{?}}) >
0 [условие сохранения «прямой» реакции летательного аппарата по крену на
отклонение органов поперечного управления, нарушение которого воспринимается
лётчиком как С. (m{{?}}x, m{{?}}y — частные производные аэродинамических
коэффициентов моментов крена и рыскания по углу отклонения {{?}} органов
поперечного управления)]. Значение угла атаки, при котором перестаёт
выполняться хотя бы одно из неравенств, и является приближенным значением
{{?}}св.
Со С. и штопором связана наибольшая доля лётных происшествий. Методы вывода из
С. довольно сложны и в определенной степени индивидуальны для каждого типа
самолётов. Особая острота проблемы заключается в частичной или полной потере
лётчиком пространственной ориентации при попадании в С. и необходимости
преодоления им некоторых привычных приёмов и рефлексов при выводе самолёта из С.
Мерами предупреждения приближения к С. могут служить как естественные (рост
интенсивности бафтинга, появление боковых колебаний, увод носа самолёта в
сторону и т. д.), так и искусственные [тактильная (механические воздействием на
кожу лётчика), звуковая, световая сигнализация] признаки. Для улучшения
поведения летательного аппарата при С. и затягивания его начала на большие
{{?}} могут использоваться системы улучшения устойчивости и управляемости. Для
предотвращения выхода самолёта на опасный режим применяются различного рода
системы ограничения угла атаки, а также автоматические системы вывода из
начальной стадии С. Известны также способы вывода из С. с помощью парашюта.
Много внимания уделяется созданию «несваливающегося» самолёта.
Ю. Б. Дубов.
Зависимости скоростей крена {{?}}x и рыскания {{?}}y и угла атаки {{?}} от
времени t при колебательном (а) и апериодическом (б) сваливании.
сверхзвуковая скорость — 1) скорость V газа, превышающая местную скорость звука
a: V > a (M > 1, M — Маха число). 2) С. с. полёта — скорость летательного
аппарата, превышающая скорость звука в невозмущенном потоке (часто за полёт со
С. с. понимают полёт со скоростью, соответствующей значениям 1 < M{{?}} <
5). Полёт со С. с. сопровождается ударными волнами (см. Звуковой барьер,
Звуковой удар, Сверхзвуковое течение).
сверхзвуковое течение — течение газа, скорость которого в каждой точке
рассматриваемой области превышает скорость звука в этой точке, то есть местное
Маха число больше единицы (М > 1). На практике С. т. имеет место при движении
скоростных самолётов, артиллерийских снарядов, ракет, космических аппаратов,
при работе реактивных двигателей, турбин, аэродинамических труб. В общем случае
С. т. может быть нестационарным, а газ вязким и теплопроводным. Однако
специфические свойства С. т. обычно рассматриваются на примере стационарного
движения идеального газа. Малые возмущения физических величин распространяются
по частицам газа со скоростью звука, поэтому в С. т. не передаются вперёд, а
сносятся вниз по потоку, не выходя из области, находящейся внутри Маха конуса
или (в условиях неоднородного потока) внутри более сложной характеристической
поверхности (коноида).
При адиабатическом движении газа в сверхзвуковой трубке тока его поведение
прямо противоположно случаю дозвукового потока. В С. т. при расширении трубки
тока скорость газа увеличивается, а при сужении — уменьшается. Это вызвано тем,
что при М > 1 рост (или падение) скорости вдоль трубки тока происходит менее
интенсивно, чем соответствующее падение (или рост) плотности газа. Такой эффект
используется для получения С. т. в Лаваля сопле. Другое специфическое свойство
С. т. — возможность образования в нём ударных волн, или скачков уплотнения,
представляющих собой тонкие слои (приближённо принимаемые за поверхности
разрыва), при переходе через которые параметры потока изменяются скачкообразно.
Ударные волны, в которых происходят необратимые термодинамические процессы с
возрастанием энтропии, являются источником волнового сопротивления. В С. т.
могут также возникать слабые разрывы гидродинамические, при переходе через
которые испытывают скачок не сами газодинамические функции, а лишь их
производные. При больших сверхзвуковых скоростях (гиперзвуковое течение) и
температурах в газе протекают различные равновесные или неравновесные
физико-химические превращения (возбуждение внутренних степеней свободы молекул,
диссоциация, ионизация, излучение). Эти реального газа эффекты могут
существенно влиять на параметры С. т.
Основной проблемой при рассмотрении С. т. в аэродинамике ов является
определение сил, моментов и тепловых потоков, действующих на летательный
аппарат и отдельные его элементы (см. Аэродинамические силы и моменты,
Аэродинамическое нагревание). К задаче внешнего обтекания примыкают задачи о
внутреннем С. т. в диффузорах и соплах, об истечении сверхзвуковой струи, о
взаимодействии ударных волн между собой и с препятствиями. Эти проблемы
исследуются как экспериментальными, так и теоретическими методами.
С. т. невязкого нетеплопроводного газа описывается квазилинейной
гиперболической системой газодинамических уравнений в частных производных.
Точные аналитические решения этой системы получены лишь в простейших случаях
(сверхзвук, обтекание клина, Прандтля — Майера течение, сверхзвуковой источник).
Комбинируя такие решения или используя теорию характеристик и скачков
|
|