МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ
УДК 533.6.011
В. Т. К а л у г и н, А. А. М и ч к и н,
П. А. Ч е р н у х а, Ч. Х. Ч и н
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ И МАТЕМАТИЧЕСКОЕ
МОДЕЛИРОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ ОБТЕКАНИЯ
ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ ПРИ УПРАВЛЕНИИ
ТЕЧЕНИЕМ В БЛИЖНЕМ СЛЕДЕ
Исследованы пассивные и активные методы управления параме-
трами течения в донной области. Приведены результаты физиче-
ского и математического моделирования обтекания летательно-
го аппарата с учетом перфорации поверхности для стабилизации
донного течения (
M <
1
), изменения конфигурации кормовой части
и подвода энергии в ближний след (
M >
1
).
E-mail:
Ключевые слова
:
летательный аппарат, обтекание, донная область,
аэродинамические характеристики, отрывное течение.
При расчете аэродинамических характеристик летательного аппарата
(ЛА) обычно решают две задачи. Первоначально рассматривают обтекание
лобовой и кормовой частей корпуса, а затем отдельно — течение в дон-
ной области. В настоящее время разработано много надежных численных
и аналитических методов решения первой задачи, которые позволяют с до-
статочной точностью исследовать пространственное обтекание корпусов,
включая пограничный слой, а также влияние различных физических и хими-
ческих эффектов. Вторая задача — определение параметров течения в донной
области — менее изучена, однако интерес к исследованиям течений в следе
в последнее время возрос, так как выявляется все большее число факторов,
которые влияют на донное сопротивление и общую структуру обтекания ЛА.
Особенностью течений в донной области при дозвуковых скоростях об-
текания является их существенная нестационарность, приводящая к пульса-
циям донного давления и ударным нагрузкам на кормовую часть. При сверх-
звуковых скоростях движения ЛА нестационарные эффекты уменьшаются,
но за счет повышения эжекционных свойств по мере увеличения скорости
уменьшается донное давление и существенно возрастает сопротивление, ко-
торое может достигать 40% полного сопротивления аппарата. Исследования
показывают, что на процесс формирования структуры течения в ближнем
следе оказывает влияние форма поверхности кормового среза, а поэтому дон-
ное давление в этой области неравномерно и зависит от пространственных
координат, что необходимо учитывать при расчете сопротивления. Для упра-
вления параметрами течения в следе возможно применение как пассивных,
так и активных методов. Первые предусматривают выбор формы кормовой
поверхности, вторые используют массообмен с донной областью или подвод
энергии с помощью теплообмена (горения).
Цель настоящей работы — исследование возможностей управления те-
чением в ближнем следе при дозвуковом отрывном обтекании тел враще-
ния с помощью перфорации поверхности стабилизирующих (тормозных)
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1 71
