Краткие теоретические сведения
12 ВВЕДЕНИЕ Цель работы Определить аэродинамические коэффициенты С x , С y , С mz осесимметричного оперенного тела вращения в функции от угла атаки α, найти положение центра давления относительно центра тяжести в зависимости от угла атаки α. Силовое воздействие потока на модель тела вращения определить с помощью замера силы на аэродинамических весах. Краткие теоретические сведения В аэродинамике силы лобового сопротивления X и подъёмная сила Y представляются в виде Так как для потока с относительно малой дозвуковой скоростью справедливо уравнение Бернули для несжимаемого газа, то
где υ – скорость набегающего на модель потока воздуха, м/с; Р – статическое давление, Па; Р0 – давление заторможенного потока, Па. Разность давлений Р0-Р уравновешивается весом столба жидкости (воды) в коленах дифференциального манометра:
где g = 9,81 – ускорение силы тяжести, м/с2; ρ ж = 1000 – плотность воды, кг/м3;
где – разность уровней воды в коленах сообщающихся сосудов, мм. Для нахождения скорости υ натекающего потока используем уравнение (6) и уравнение состояния для воздуха .
где R = 287.1 – газовая постоянная для воздуха, Дж/кг∙К. при значениях P=105 [Па] и T=300 [К] получаем ρ=1.161 [кг/м3] Отсюда
Сила лобового сопротивленияХ, подъёмная сила Y и составляющая подъемной силы Y 2 связаны с соответствующими безразмерными коэффициентами С x , Cy , Cy 2 соотношениями где – площадь поперечного сечения миделя модели, м2. Учитывая, что для осесимметричного тела зависимость должна быть чётной, а зависимости и нечётными, аппроксимирующие полином для коэффициентов сил примут вид где – угол, рад.
Тогда из условия минимизации квадрата отклонения приближенной зависимости, от измеренных значений в заданных точках, получим следующие системы
Аэродинамический момент выражается на основании теории подобия через соответствующий коэффициент момента
где – характерная длина (в частности, за можно выбрать длину тела вращения), м. Зная положения центра тяжести О, можно определить расстояние вдоль оси между центром тяжести и центром давления , где , если точка С находится перед точкой О. При наличии угла атаки 𝛼 относительно центра тяжести возникает момент тангажа
Из сравнения (12) и (13) находим
Нахождение величины AC (положения центра давления):
Рис. 1 – Размеры модели с конической головной частью Из условия равенства моментов относительно точки А от сил, замеренных в эксперименте, и равнодействующей аэродинамических сил получаем для определения длины отрезка АС следующее отношение
Разделив числитель и знаменатель на , получим Подставив в соотношение (21) соответствующие полиномы, аппроксимирующие аэродинамические коэффициенты С x , Cy , Cy 2,будем иметь Перейдя к пределу в формуле (23), получим значение АС при 𝛼 = 0 Определение положения центра тяжести: Будем считать модель сплошной и однородной, состоящей из трех составных частей: носовой части [1], центральной [2] и кормовой [3] (весом оперения пренебрегаем). Найдём положения центров тяжести и масс составных частей осесимметричного тела (плотность будем считать постоянной). Для круглого прямого усеченного конуса, объем и положение центра тяжести определяются соотношениями
Отсюда положение центра тяжести модели где – объем головной части, м3, – объем центральной части, м3, – объем хвостовой части, м3, – центр тяжести головной части, м, – центр тяжести центральной части, м, – центр тяжести хвостовой части, м. Разделив соотношение (21) на , получим
12
Популярное: Модели организации как закрытой, открытой, частично открытой системы: Закрытая система имеет жесткие фиксированные границы, ее действия относительно независимы... Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Как распознать напряжение: Говоря о мышечном напряжении, мы в первую очередь имеем в виду мускулы, прикрепленные к костям ... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (200)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |