возрастанием относительной глубины выемки
d
=
d/R
усредненное относи-
тельное давление
p
dc
/p
1
, воздействующее на кормовой срез, увеличивается и
существует предельное значение относительной глубины
d
= (0
,
5
. . .
0
,
6)
R
,
выше которого значение донного давления
p
dc
/p
1
практически не меняется
(рис. 4,
б
). Аналогичные данные получены и для аэродинамического коэф-
фициента донного сопротивления
C
xd
. Приведем некоторые результаты вы-
числительного эксперимента: при
d
= 0
,
R/
4
и
R/
2
C
xd
= 0
,
166
;
0
,
155
и
0
,
152
.
В результате анализа выявили, что повышение давления в донной области
и, как следствие, снижение коэффициента
C
xd
происходит из-за уменьшения
длины смешения внешнего потока и течения в донном следе, а также из-за
эжекционных свойств газа.
Значение
C
xd
определяется также конфигурацией выемки, что оказывает
влияние на распределение скорости и давления в зоне отрывного течения.
На рис. 4,
в, г
представлены профили скоростей в ближнем следе, соот-
ветствующие структурам отрывного обтекания выемок различных конфигу-
раций. Расчеты показали, что для выемки цилиндрической формы кривая
распределения давлений в донном следе аналогична кривой в случае обте-
кания без выемки, в то время как для выемки сферической формы кривая
изменяется качественно. Это объясняется тем, что торможение потока в угле
цилиндрической выемки вызывает повышение давления в ней, а при сфери-
ческой выемке такое торможение отсутствует и на донном срезе давление
плавно уменьшается от центра донного следа к стенке цилиндра.
Одним из активных методов управления донным давлением является под-
вод теплоты в область ближнего следа. Кроме того, в ряде практически важ-
ных случаев необходимо оценить влияние нагрева кормового среза на донное
сопротивление ЛА при движении по траектории. Математическое моделиро-
вание нагрева проводилось заданием температуры во внутренних ячейках
стенки. Результаты расчетов обтекания тела вращения при нулевом угле ата-
ки и числе Маха M
= 3
, представленные на рис. 5, позволяют сделать вывод
о повышении донного давления и, как следствие, снижении донного сопро-
тивления при подводе теплоты в ближний след. Этот факт подтверждается
данными работы [2]. На этом же рисунке приведены расчетные зависимости
относительного приращения донного давления
ε
= [(
p
d
−
p
0
d
)
/p
0
d
]
100% (где
p
d
— статическое донное давление при подводе теплоты в донную область;
p
0
d
— донное давление при адиабатическом процессе). Зависимость
ε
(
T
)
в
данном диапазоне изменения избыточной температуры нагрева до 2000 K,
полученная расчетным методом, имеет линейный характер. Дополнительно,
в целях сравнения расчетных значений с экспериментальными данными [3],
были проведены расчеты (рис. 5,
б
) для случая подвода теплоты посредством
Рис. 5. Зависимости коэффициента донного сопротивления (
а
) и относительно-
го приращения донного давления
ε
(
б
) от температурных факторов:
——–,
— расчет; — экспериментальные данные [3]
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 1 79
