Анализ особенностей поведения аэродинамического момента кренапри гиперзвуковом обтекании затупленных тел с эллиптическим поперечнымсечением
Представлены результаты расчетов коэффициента момента крена при сверхзвуковом и гиперзвуковом обтекании с малыми углами атаки затупленного10° конуса с эллиптическим поперечным сечением кормовой части. Показано наличие смены направления момента крена косой обдувки при переходеот сверхзвукового обтекания к гиперзвуковому. Проведены анализ механизма и оценка области существования указанного эффекта. Рассмотрены связанные с ним особенности поведения момента крена. Описан критерий, локально характеризующий направление момента крена.
Analysis of the behavior features of the aerodynamic heeling moment during hypersonic flow-past of blunt bodies with elliptical cross-section.pdf Моделирование движения по крену неуправляемых летательных аппаратов(ЛА), близких по форме телам вращения, является одной из сложных задач аэро-динамики и динамики [1]. При моделировании зависимости момента крена от уг-лов атаки и скольжения для различных условий обтекания таких тел могут иметьместо случаи нестандартного поведения момента крена. Анализу одного из та-ких случаев посвящена настоящая работа.Рассмотрим сверхзвуковое обтекание затупленного по сфере конуса длинойL = 50 , отнесенной к радиусу сферы rсф , с углом полураствора ªs = 10 и малойэллиптичностью кормовой части при x
35 . Уравнение поверхности конуса вцилиндрической системе координат с продольной осью x , направленной от носкак корме, возьмем в видеr(x,ϕ) = y(x) + ¦r(x,ϕ), (0 x 50, 0 ϕ 2²) , (1)где y(x) - уравнение образующей кругового конуса2 2 , при 0 , 1 sin 0,8263; ( )( )tg ,при 50, cos 0,9848;c c sc c s c c sy x x x x x xy x x x x y⎧⎪= − = − ª ≈ ⎨⎩⎪ + − ⋅ ª = ª ≈(2)¦r(x,ϕ) - малая вариация поверхности эллиптического типа( , ) {0, при 35;0.2 [( 35) /15] sin 2 , при 35 50.r x xx x¦ ϕ =⋅ − ⋅ ϕ (3)Предметом анализа является коэффициент аэродинамического момента крена2mx = Mx /(SмL ⋅³V / 2) , равный отношению размерного момента крена к харак-терной длине, площади и скоростному напору. В качестве характерной площадииспользуем площадь миделевого сечения конуса (2) 2Sм = ²Rм ≈ 292,8 , гдеRм ≈ 9,655 - радиус миделевого сечения конуса (2). Максимальное значение ам-110 Ю.А. Мокинплитуды вариации (3), равное 0,2⋅ rсф , реализуется в миделевом сечении и со-ставляет ≈ 2 % Rм .Совместно с цилиндрической используем декартову систему координат x = x,y = r cosϕ, z = r sin ϕ. Вектор скорости набегающего потока V = (Vx ,Vy ,Vz )
Ключевые слова
гиперзвуковое обтекание,
малые углы атаки,
затупленный конус,
эллиптическое сечение,
момент крена,
hypersonic flow-past,
small angles of attack,
blunted cone,
elliptical crosssection,
heeling momentАвторы
| Мокин Юрий Александрович | Государственный ракетный центр им. академика В.П. Макеева | кандидат физико-математических наук, ведущий науч-ный сотрудник | src@makeyev.ru |
Всего: 1
Ссылки
Мокин Ю.А. Анализ зависимости вариаций аэродинамических коэффициентов сопротивления и момента крена при сверхзвуковом обтекании тел вращения с малыми вариациями поверхности // Космонавтика и ракетостроение. 2009. Вып. 1(54). С. 168−174.
Мокин Ю.А. Влияние малых углов атаки и скольжения на момент крена при гиперзвуковом обтекании тел вращения // Теплофизика и аэромеханика. 2009. Т. 16. № 1. С. 37−42.
Mac-Cormac R.W. The effect of viscosity in hypervelocity impact cratering // AIAA Paper. 1969. No. 354.
Ковеня В.М., Яненко Н.Н. Метод расщепления в задачах газовой динамики. Новосибирск: Наука, 1981.
Мокин Ю.А. О возможностях решения задач гиперзвуковой аэродинамики на основе дифференциальной формы представления обобщенной гипотезы локальности и ее композиции с точными численными методами // Космонавтика и ракетостроение. 2008. Вып. 2(51). С. 136−145.
Краснов Н.Ф., Кошевой В.Н., Данилов А.Н., Захарченко В.Ф. Аэродинамика ракет. М.: Высшая школа, 1968.
Ярошевский В.А. Движение неуправляемого тела в атмосфере. М.: Машиностроение, 1978.