НА ХАРАКТЕРИСТИКИ КОНСОЛИ

В подразделах 4.2 – 4.5 приведены результаты расчета течения в цилиндрическом канале, при этом в начальном сечении задавалось однородное течение, направленное вдоль оси канала. В подразделе 4.1 были рассмотрены картины, образуемые в канале при изменении наклона его образующей (производной образующей канала по продольной координате). Если производная растет, то образуется волна разряжения, а если уменьшается - то волна сжатия. Это свойство имеет место локально - около стенки канала. В целом, течение в канале определяется площадью поперечного сечения. В реальных конструкциях рассматриваемые аэродинамические поверхности устанавливаются либо непосредственно в расширяющейся части сопла (характерно при использовании их в качестве рулей), либо непосредственно за соплом (в случае устройства для создания момента по крену). В последнем случае обычно требуется рассмотрение течения в системе «сопло + цилиндрический канал пускового контейнера»: представляет большой интерес течение именно в местах резкого изменения формы образующей и соответственно местах существенно двумерного течения. Приведем примеры расчетов течения с переменной образующей канала.

На рис.4.34 - 4.37 приведено течение в канале коническое «сопло + цилиндр» без консолей и с двумя консолями (повернутыми в разные стороны для создания момента крена) - течение направлено справа налево. Течение визуализируется двумя способами. В первом случае с помощью цвета, во втором – поверхности изображаются с помощью построения сетки. Размеры консоли: хорда b = 0.5R, размах одной консоли a = 0.5R. В начальном сечении число Маха М = 3.0.

Рис.4.34

Рис.4.35

Рис.4.36

Рис.4.36

Наличие волн, связанное как с течением непосредственно в канале, так и с наличием поверхностей в потоке, приводит к существенному усложнению картины течения.

В канале переменного сечения крыло попадает в неоднородный поток, что необходимо учитывать при оценке его аэродинамических свойств. На рис.4.38 приведены зависимости коэффициента нормальной силы при угле отклонения 1^о (характерная площадь – площадь консоли; в качестве нормирующего скоростного напора - скоростной напор в сечении S, соответствующем положению передней кромки прямоугольного крыла) от угла наклона образующей канала j. При расчете в сечении S число Маха М = 3. Размеры размаха консоли и хорды крыла составляют 0,5 от радиуса сопла. Одна из крайних точек передней кромки расположена на границе канала.

Рис.4.38

На рисунке приведены три кривых: 1 - до сечения S канал расширяется с углом наклона j, а после канал становится цилиндрическим; 2 – до сечения S канал цилиндрический, а после расширяется с углом наклона j, 3 - канал с постоянным углом наклона j – до и после сечения S. Подъемная сила консоли падает в условиях расширения потока и растет при его сжатии.