Определение волновой картины течения вокруг крыла. Расчет подъемной силы крыла

Расчетное задание

по курсу "Техническая газодинамика"

I.  Для номеров в журнале вида n=3k;

Крыло

Исходные данные:

Число Маха полета, M₁ = 6 – 0.25 n

Угол атаки крыла α = n⁰;

Угол раствора профиля β=30 – n;

Угол поворота профиля на первом его изломе γ = n;

Длина хорды крыла, L= n см.

Определить:

1. Волновую картину течения вокруг крыла (где образуются ударные волны и сектора разрежения);
2. Параметры газа в областях I, II, III, IV.
3. Определить силу лобового сопротивления F_x, действующую на крыло размахом l=20L, за счет возникновения ударных волн (это так называемое "волновое сопротивление крыла"). Сравнить ее с силой сопротивления, которая определяется по формуле F=C_D (ρW²/2)S_midel, C_D~ 0.44 (формула применима для плохо обтекаемых тел при M₁ < 1 ).
4. Определить подъемную силу крыла F_y (т.е. силу, действующую в направлении, перпендикулярном направлению движения). Определить аэродинамическое качество крыла k= F_y/F_x.

II.  Для номеров вида n=3k+1;

Технические данные ракеты А-4.

Длина – 4 м;

Диаметр корпуса – 1.65 м;

Давление в двигателе – 15.45 атм;

Температура в камере сгорания – ок. 2700 С;

Топливо – спирт (25% воды);

Окислитель – жидкий кислород;

Диаметр критического сечения сопла – 400 мм;

Диаметр выходного сечения сопла – 739 мм.

Исходные данные для расчета:

Число Маха, M₁ = 2 + 0.25 n;

Высота полета H = 10 + n  км;

Угол полураствора носовой части: α = 20⁰ + n⁰

Определить:

1.  Волновую картину течения вокруг ракеты (где образуются ударные волны и сектора разрежения);

2.  Параметры воздуха в областях 1, 2 (считать, что в области 3 давление равно атмосферному);

3.  Определить силу сопротивления, действующую на ракету, за счет возникновения ударных волн (это так называемое "волновое сопротивление"). Сравнить ее с силой  сопротивления, которая определяется по формуле F=C_D (ρW²/2)S_midel, C_D~ 0.44 формула применима для плохо обтекаемых тел при M₁ < 1 ).  

4.  Определить поперечное усилие, возникающее на газовом руле при его отклонении на n⁰ к набегающему потоку. Считать, что руль расположен в выходном сечении сопла, имеет вид пластины 300 на 300 мм (эффективная площадь 0.09 м²) толщиной n мм, передняя и задняя кромка пластины заточены на 20⁰ + n⁰ градусов.

III.  Для номеров вида n=3k+2;

Снаряд

Исходные данные:

Число Маха снаряда, M₁ = 6 – 0.25 n

Угол полураствора носовой части: α = 20⁰ + n⁰

Калибр (диаметр) снаряда: определяется из набора  D = 77 – 88 – 105 – 122 мм по числу n, путем обхода диаграммы по часовой стрелке.

Длина снаряда: L=4D

Определить:

1. Волновую картину течения вокруг снаряда (где образуются ударные волны и сектора разрежения);
2. Параметры газа в областях I, II, III.
3. Определить силу сопротивления, действующую на снаряд, за счет возникновения ударных волн (это так называемое "волновое сопротивление"). Сравнить ее с силой сопротивления, которая определяется по формуле F=C_D (ρW²/2)S_midel, C_D~ 0.44 (формула применима для плохо обтекаемых тел при M₁ < 1 ).