ИСТЕЧЕНИЕ НЕДОРАСШИРЕННОЙ СТРУИ НАВСТРЕЧУ СВЕРХЗВУКОВОМУ ПОТОКУ

При работе тормозных двигателей (предназначенных для отделения нижней ступени) и сопел отсечки тяги струи продуктов сгорания истека­ют вперед и разворачиваются в набегающем воздушном сверхзвуковом потоке. Форма поверхности раздела (контактного разрыва) близка к поверхности вращения цепной линии:

.

Начало координат (х, r) находится в точке пересечения осевой ли­нии сопла с поверхностью раздела, причем положительным является направление х квыходному сечению сопла или к блоку сопел с тем же массовым расходом газа т и той же площадью выходного сечения сопла Fa= d²_al4 (рис. 4.10).

Реактивная струя расширяется до давления окружающей среды. Прямой скачок уплотнения в реактивной струе снижает полное давление в струе до значения, равного полному давлению за прямым скачком в набегающем потоке (по осевой линии). Число М на оси струи перед центральным скачком уплотнения определяется соотношением

,

где , (М) и (М_оо)—коэффициенты восстановления в пря­мых скачках в струе и набегающем потоке;

.

Скоростной напор в струе после прямого скачка q отличается от скоростного напора в набегающем потоке после прямого скачка q . Осевое положение поверхности раздела рассчитывается методом по­следовательных приближений в предположении, что эта поверхность представляет собой полусферическое препятствие реактивной струе. По известному распределению числа М по оси недорасширенной струи определяется расстояние l от среза сопла до места пересечения прямого скачка в струе с осевой линией.

Приближенно

,

где - интенсивность фиктивного источника; К= - параметр, определяющий течение вдали от сопла; а=arcsin1/М_а - угол Маха на срезе сопла.

Толщина слоя между прямым скачком в реактивной струе и кон­тактной поверхностью (по осевой линии)

.

Таким образом, начало координат с вершиной цепной линии нахо­дится на осевой линии на расстоянии( ) от среза сопла, из которо­го вытекает струя во встречный сверхзвуковой поток.

Рис. 4.10. Истечение струй тормозных двигателей во встречный поток:

1 - тормозные двигатели; 2 - отделяемая ступень; 3 - линия контактного разрыва.