Научный отчет № 4491

Название

Исследование взаимодействия поперечных газовых струй со сверхзвуковым потоком применительно к созданию газоструйных органов управления летательных аппаратов.

Авторы

Панов Ю.А., Глаголев А.И.

Аннотация

В работе приводятся результаты экспериментальных и теоретических исследований обтекания сверхзвуковым потоком встречных и поперечных воздушных и высокоэнергетических струй, истекающих из отверстий в боковой поверхности тела в присутствии турбулентного пограничного слоя. Эксперименты проведены при числах Маха от 1,5 до 6 на сверхзвуковых установках Института механики МГУ. Экспериментально изучены физические особенности трехмерного взаимодействия скачков уплотнения с турбулентным пограничным слоем и образование незамкнутых трехмерных отрывных течений, возникающих при обтекании сверхзвуковым потоком газовых, а также высокоэнтальпийных реагирующих струй различного состава. Найдены обобщенные зависимости, связывающие характерные размеры области отрыва, характерные пиковые давления в ней и интегральные силовые нагрузки в области отрыва с параметрами набегающего потока, пограничного слоя и параметрами вдуваемых в поток струй (нерасчетностью, формой отверстия для вдува, а также физико-химическими параметрами продуктов сгорания). Экспериментально исследовано влияние на коэффициент усиления формы поверхности, из которой вдувается струя, формы отверстия для вдува, системы струй, расположенных в плоскости, перпендикулярной вектору скорости набегающего потока. Показано, что при равном расходе газа больший коэффициент усиления дает вдув системы двух и более струй, чем одна струя, или использование вдува струи из подковообразного отверстия, направленного выпуклостью по потоку, или вдува струи под острым углом к вектору скорости набегающего потока. На основе теоретического анализа и использования обобщенных зависимостей созданы приближенные методы расчета силовых нагрузок на поверхность летательного аппарата вблизи истекающих из его поверхности газовых струй, рулей и других выступающих частей и коэффициентов усиления газоструйных органов управления. Результаты исследований, собранные и проанализированные в данной работе, могут быть использованы в инженерной практике при решении конкретных прикладных задач.

Год публикации

1997 г.

Объём

216 с.

Научный руководитель

Зубков А.И., Панов Ю.А., Глаголев А.И.

Ключевые слова

сверхзвуковой поток, пограничный слой, отрыв потока, струя, нерасчетность, вдув, коэффициент усиления, топливо, пиротехнический состав.