| |
либо выходом на большие углы атаки.
Лит.: Бэтчелор Дж., Введение в динамику жидкости, пер. с англ., М., 1973;
Петров К. П., Аэродинамика ракет, М., 1977; Микеладзе В. Г., Титов В. М.,
Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и ракет. М.,
1982; Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа, 6 изд., М., 1987.
В. А. Башкин, В. В. Сычёв.
Рис. 1. Зависимость коэффициента сx аэродинамического сопротивления и вкладов в
него сопротивлений трения 1 и давления (формы) 2 для симметричного профиля
Жуковского от его относительной толщины — {{c}} (в процентах САХ) при нулевом
угле атаки.
Рис. 2. Сравнительные размеры профиля 1 и цилиндра 2 при одинаковом значении
профильного сопротивления (Re = 4?105).
Рис. 3. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления cx поперечно
обтекаемого цилиндра от числа Рейнольдса: 1 — точка отрыва ламинарного
пограничного слоя; 2 — точка отрыва турбулентного пограничного слоя; V{{?}} —
скорость набегающего потока.
Рис. 4. Зависимость коэффициента аэродинамического сопротивления cx от числа
M{{?}} для профиля с относительной толщиной 9% при нулевом угле атаки и вкладов
в него волнового сопротивления 1, сопротивления формы 2 и сопротивления трения
3. Жирная линия над профилем — замыкающий скачок уплотнения; на штриховой линии
М = 1.
сопротивление трения — проекция касательных напряжений, приложенных к
обтекаемой поверхности тела, на направление его движения. С. т. есть составная
часть сопротивления аэродинамического (СА) и обусловлено проявлением действия
сил внутреннего трения (вязкости); при движении тела в идеальной среде (см.
Идеальная жидкость) оно отсутствует. С. т. и его доля в СА зависят от
параметров движения, формы тела, характера обтекания, режима течения среды
(ламинарное, переходное или турбулентное) и т. п. Так, например, при
безотрывном обтекании потоком несжимаемой жидкости тонкого профиля крыла с
затупленной передней и острой задней кромками под малым углом атаки С. т.
вносит основной вклад в СА, поскольку в потоке идеальной жидкости его
сопротивление равно нулю (Д'Аламбера — Эйлера парадокс). В вязкой среде наряду
с С. т. из-за вытесняющего действия вязкости появляется также сопротивление
давления (СД), которое при больших Рейнольдса числах пропорционально толщине
вытеснения пограничного слоя. Аналогичная картина имеет место в дозвуковом
потоке сжимаемой среды. Для крыла конечного размаха доля С. т. несколько
уменьшается из-за наличия индуктивного сопротивления. При транс- и
сверхзвуковых скоростях движения при обтекании такого профиля образуются
ударные волны, которых происходит диссипация энергии, обусловливающая
значительное волновое сопротивление (ВС), являющееся частью СД; вследствие
этого с увеличением Маха числа набегающего потока вклад С. т. в СА профиля
быстро уменьшается, при сверхзвуковых скоростях им можно пренебречь по
сравнению с СД. Но если при сверхзвуковых скоростях у профиля сделать переднюю
кромку острой, то его ВС резко уменьшится и С. т. будет сравнимо с СД. Для
плохо обтекаемых тел, например, для сферы, при всех скоростях движения СД
намного превышает С. т., при этом характер течения среды в пристеночном слое
оказывает заметное влияние на СД из за разного положения точки отрыва потока
(см. Кризис сопротивления). В силу сказанного для дозвуковых самолётов С. т.
играет существенную роль. Поскольку движение самолётов происходит при больших
числах Рейнольдса, и на большей части обтекаемой поверхности в пограничном слое
реализуется турбулентный режим течения, то для уменьшения С. т. применяют
различные методы направленные на увеличение области течения с ламинарным
режимом (см. Ламинарный профиль, Ламинаризация пограничного слоя).
Для сверхзвуковых самолётов, и в особенности для летательных аппаратов,
спускаемых с орбиты, С. т. относительно мало по сравнению с СД, поэтому здесь
основное внимание уделяется снижению ВС. Хотя С. т. и мало, но с ним связано
проявление вязкости среды и, следовательно, аэродинамическое нагревание
летательного аппарата (подводимая к обтекаемой поверхности летательного
аппарата тепловая энергия пропорциональна С. т.).
При больших числах Рейнольдса С. т. обычно рассчитывается в рамках теории
пограничного слоя. При очень больших сверхзвуковых скоростях движения
становится существенным учёт взаимодействия пограничного слоя с внешним
невязким потоком; иногда расчёт С. т., а также и аэродинамического нагревания
проводится на основе полных Навье — Стокса уравнений или уравнений Навье—Стокса,
в которых отброшены некоторые члены для облегчения численного анализа задачи.
Для определения С. т. применяются также экспериментальные методы исследования.
В аэродинамических расчётах широко используется безразмерный суммарный
коэффициент С. т. cf, равный отношению суммарной силы С. т. X{{?}}, к
характерному скоростному напору q и характерной площади S: cf = X{{?}}/qS.
В. А. Башкин.
сопротивление усталости авиационных конструкций — способность конструкции
летательного аппарата сопротивляться повреждающему действию переменных
повторяющихся нагрузок (напряжений). С. у. характеризуется циклической
долговечностью (числами циклов нагружения, полётов, часов налёта и т. п.),
соответствующей определенной комбинации переменных нагрузок, или уровнем
нагруженности, соответствующем определенной цикличной долговечности. См.
Усталость авиационных конструкций.
сотовая конструкция — многослойная конструкция, состоящая из двух обшивок —
несущих слоев, соединённых сотовым заполнителем и окантованных по периметру
элементами каркаса (рис. 1). Название «сотовый» заполнитель получил за наиболее
|
|