Расчет коэффициента сопротивления трения корпуса ЛА

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 6Следующая ⇒

Пренебрегая влиянием кривизны поверхности на силу трения, а также наклоном отдельных элементов поверхности к оси корпуса, можно написать:

, (1)

где – коэффициент сопротивления трения плоской пластины в несжимаемом потоке;

– коэффициент, учитывающий влияние сжимаемости на сопротивление трения.

При расчёте для носовой части, в отличие от плоской пластинки, необходимо учесть, что при прочих равных условиях коэффициент сопротивления трения конуса больше коэффициента сопротивления трения плоской пластины с хордой, равной длине образующей конуса, в 1, 73 раза для ламинарного и в 1, 17 раза для турбулентного пограничного слоя, что учитывает коэффициент k.

Для ламинарного пограничного слоя (Re < 485000):

для турбулентного пограничного слоя, если 10⁶ < Re < 10⁹,

(2)

для смешанного пограничного слоя (485000 < Re < 10⁷):

Число Рейнольдса определяется по длине корпуса L:

(3)

где М_∞ – число Маха набегающего потока;

ν – коэффициент кинематической вязкости на заданной высоте, определяемый по таблице стандартной атмосферы, м²/с [2, с. 62];

a_∞ – скорость звука на заданной высоте, определяемая по таблице стандартной атмосферы, м/с [2, с. 62];

Относительная координата точки перехода определяется по формуле:

где ,

где = 8·10^{-5 м} – средняя высота бугорков шероховатости поверхности.

Коэффициент , учитывающий влияние числа Маха на сопротивление трения, определяется по формулам:

для ламинарного режима течения:

для турбулентного режима течения:

. (4)

При М_∞ = 0, 1 и Н = 10 км формулы (6) – (9) дают следующие значения:

Таблица 2 –Коэффициент сопротивления трения корпуса при H = 10 км

М_∞	Re·10^-8	·10³
0, 1	0, 9400	4, 2938	0, 9999	0, 072
0, 3	2, 8201	3, 6959	0, 9940	0, 062
0, 5	4, 7002	3, 4568	0, 9837	0, 057
0, 7	6, 5802	3, 3110	0, 9686	0, 054
0, 9	8, 4603	3, 2075	0, 9494	0, 051
1, 0	9, 4003	3, 1655	0, 9384	0, 050
1, 1	10, 3403	3, 1282	0, 9267	0, 049
1, 3	12, 2204	3, 0641	0, 9011	0, 047
1, 5	14, 1005	3, 0107	0, 8735	0, 044
2, 0	18, 8006	2, 9072	0, 7991	0, 039
2, 5	23, 5008	2, 8302	0, 7235	0, 035
3, 0	28, 2009	2, 7695	0, 6519	0, 030
3, 5	32, 9011	2, 7195	0, 5867	0, 027
4, 0	37, 6012	2, 6772	0, 5289	0, 024
4, 5	42, 3014	2, 6406	0, 4781	0, 021
5, 0	47, 0015	2, 6085	0, 4338	0, 019

Расчетные данные для коэффициента сопротивления трения корпуса при H = 0, 20, 30, 40, 60 км приведены в Приложении А (таблицы А.1 – А.5).

Коэффициент сопротивления трения ЛА определяется по формуле

(5)

По формуле (5) при М_∞ = 0, 1 и Н = 10 км получено следующее значение:

Расчетные данные зависимости коэффициента сопротивления трения от числа Маха и высоты приведены в Приложении А (таблица А.6).

Графики зависимости коэффициента сопротивления трения от числа Маха и высоты приведены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Зависимость коэффициента сопротивления трения ЛА от числа Маха и высоты полёта

РАСЧЁТ КОЭФФИЦИЕНТА СОПРОТИВЛЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ ЛА ПРИ НУЛЕВОМ УГЛЕ АТАКИ

Сопротивление носовых частей

Носовая часть представляет собой конус, коэффициент сопротивления давления носовой части определяется по рисункам 6 и 7 [2, с. 18-19]

Коэффициент сопротивления давления переходников в виде усеченного конуса определяется по формуле

, (6)

где с`_{ха д0н} – коэффициент сопротивления давления достроенного конуса;

S₂, S₁, S₃, S₄ – площади оснований усеченных конусов соответственно с меньшим и большим диаметром [2, c. 20].

При М_∞ = 0, 1 по формуле (6) получено следующее значение:

Значения в зависимости от чисел Маха представлены в таблице 4.

Сопротивление донной части

Коэффициент донного сопротивления может быть приближенно найден по формуле:

(7)

где – коэффициент донного давления для тел вращения без сужающейся кормовой части.

За величину площади S_дн принята площадь кольца, заключенного между внешней окружностью донного среза и окружностью среза сопла.

При числах Маха М_∞< 0, 8 рассчитывается по формуле:

, (8)

где – коэффициент сопротивления трения плоской пластины, длина которой равна длине корпуса с учётом влияния сжимаемости.

Коэффициент сопротивления трения плоской пластины определяется по формуле

. (9)

При числах Маха М_∞ > 0, 8 определяется по графику [2, c. 26].

При Н = 10 км и М_∞ = 0, 1 формулы (7) – (9) дают следующие значения:

;

Значения , в зависимости от чисел Маха представлены в таблице 5.

Коэффициент сопротивления давления корпуса

Коэффициент сопротивления давления корпуса определяется по формуле:

(10)

Подстановка значений в формулу (10) при Н = 10 км и М_∞ = 0, 1 дает следующий результат:

Таблица 3 –Коэффициент сопротивления давления корпуса при H = 10 км

М_∞
0, 1	0, 0087	0, 0150	0, 0178	0, 0201	0, 0918	0, 0631	0, 083
0, 3	0, 0087	0, 0150	0, 0178	0, 0201	0, 0998	0, 0686	0, 089
0, 5	0, 0087	0, 0150	0, 0178	0, 0201	0, 1036	0, 0712	0, 091
0, 7	0, 0262	0, 0450	0, 0533	0, 0603	0, 1061	0, 0729	0, 133
0, 9	0, 0437	0, 0750	0, 0889	0, 9975	0, 1367	0, 0940	0, 194
1, 0	0, 0524	0, 0900	0, 1067	0, 1198	0, 1377	0, 0947	0, 215
1, 1	0, 0568	0, 0975	0, 1155	0, 1302	0, 1385	0, 0953	0, 225
1, 3	0, 0699	0, 1200	0, 1422	0, 1599	0, 1401	0, 0963	0, 256
1, 5	0, 0874	0, 1501	0, 1778	0, 1992	0, 1414	0, 0972	0, 297
2, 0	0, 0524	0, 0900	0, 1067	0, 1198	0, 1440	0, 0990	0, 219
2, 5	0, 0437	0, 0750	0, 0889	0, 9975	0, 1461	0, 1004	0, 200
3, 0	0, 0393	0, 0675	0, 0800	0, 0899	0, 1478	0, 1016	0, 192
3, 5	0, 0349	0, 0600	0, 0711	0, 7983	0, 1492	0, 1026	0, 183
4, 0	0, 0349	0, 0600	0, 0711	0, 7983	0, 1505	0, 1034	0, 183
4, 5	0, 0349	0, 0600	0, 0711	0, 7983	0, 1516	0, 1042	0, 184
5, 0	0, 0349	0, 0600	0, 0711	0, 7983	0, 1525	0, 1049	0, 185

Расчетные данные для коэффициента сопротивления давления корпуса при H = 0, 20, 30, 40, 60 км приведены в Приложении Б (таблицы Б.1 – Б.5).

⇐ Предыдущая 1 234 5 6 Следующая ⇒