Лекции по аэродинамике. Учебное пособие по аэродинамике содержание содержание 2 раздел I. Основы аэродинамики 4 Тема основные понятия и законы аэродинамики 4 Классификация летательных аппаратов 5 атмосфера земли 6
 Скачать 9.65 Mb.
|
Особенности движения сжимаемого газаПервая особенность заключается в том, что для дозвуковых скоростей для увеличения скорости струйки газа необходимо сужать, а для уменьшения скорости – расширять. Если же скорости сверхзвуковые, то для увеличения скорости струйка должна расширяться, а для уменьшения сжиматься. Вторая особенность движения газа заключается в разном характере распространения малых возмущений в дозвуковом и сверхзвуковом потоках (Рисунок5.2).  Рисунок5.2 Волны малых возмущений Представим источник малых возмущений, который условно будем считать точечным. - Пусть этот источник помещен в точке О (Рисунок5.2,а). В неподвижном газе малые возмущения будут равномерно распространятся во все стороны с оной и той же скоростью  в виде сферической звуковой волны. -Если неподвижный источник малых возмущений поместить в дозвуковой поток газа (  ), то возмущения относительно газа так же будут распространяться по сферам, но центры этих сфер, как и сами сферы, будут сносится потоком в направлении движения газа (Рисунок5.2,б). Сферические волны, непрерывно исходящие из возмущающего центра, будут опережать движение самого тела. -Если тело движется со скоростью, равной скорости звука (   ), то образуемые телом волны имеют общую касательную, причем сам источник возмущения (тело) находится в общей точке касания (Рисунок5.2,в). -Если тело движется со скоростью, большей скорости звука (   ), скорость возмущающего центра (тела) больше скорости распространения волн. Центр возмущения обгоняет волны, оставляя их позади себя в виде расширяющегося конуса, вершиной которого он является (Рисунок5.2,г).Поскольку  , то перемещающаяся сфера все время будет касаться конуса, половина угла которого  может быть определена из соотношения .Угол называется углом возмущения, а конус, половина угла которого при вершине равна - конусом возмущения; образующие конуса называются линиями возмущения.При этом образующие конуса являются местом, где возмущения будут наибольшими. Таким образом, в случае движения источника малых возмущений с дозвуковой скоростью возмущения от него передаются вперед, а в случае движения со сверхзвуковой скоростью источник “не предупреждает” впереди находящийся газ, так как малые возмущения не могут распространяться перед движущемся телом, а находятся внутри конуса возмущения. Понятие скачка уплотнения. Тело, обтекаемое потоком воздуха, является совокупностью точечных источников возмущений. В сверхзвуковом потоке слабые возмущения точечных источников — конусы возмущений – суммируются, создавая более сильное возмущение среды — ударную волну (Рисунок5.3). Скорость движения ударной волны значительно больше скорости звука. Поэтому ударная волна перемещается против сверхзвукового потока. Отходя от тела, она ослабевает, и скорость её движения уменьшается. Как только скорость движения ударной волны  станет равной скорости набегающего на тело сверхзвукового потока  , она остановится. Остановленная относительно потока ударная волна называется скачком уплотнения.  Рисунок5.3 Физическая сущность скачка уплотнения На скачке происходит резкое (скачкообразное) изменение всех параметров потока. Толщина скачка очень мала – приблизительно  .При прохождении через скачок уплотнения сверхзвуковой поток теряет часть своей кинетической энергии в результате преобразования её в энергию давления и тепловую энергию. Поэтому одновременно с резким уменьшением скорости V в скачке происходит резкое повышение давления р, плотности  и температуры Т. Процессы, происходящие в скачках, необратимы. |