彈體的空氣動力特征計算(編輯修改稿)
2025-05-26 06:16 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 流變得稀薄起來，并在底部空間形成一個低壓區(qū)。 (一 )亞音速下彈體的底部阻力 實驗指出：底部負壓在很大程度上取決于彈體長度、相對底截面積和附面層狀態(tài)，因而在計算底部壓強與底部阻力時可以與摩擦阻力聯(lián)系起來。為此引入相對于底截面積 Sd的摩阻系數(shù) Cxfd，則 dfx fpx fd SSCC ?其中 Cxfp是相對于側(cè)表面積的平板摩阻系數(shù)。 底部阻力 亞音速彈體底部的壓強系數(shù)的近似表達式為 x f dpd CC??再用 CxfB來表示相當于彈體最大橫截面積的摩阻系數(shù)，即 mfx fpx fB SSCC ?則有 dmx fBx fd SSCC ?30 2 ?????????mdx fBxd DDCC底阻系數(shù)可以寫為 底部阻力 從上式可以看出，彈體摩阻系數(shù) CxfB的增長會引起底阻系數(shù) Cxd的減小。這一現(xiàn)象的物理本質(zhì)是， CxfB增大時，在彈體底截面處的附面層要變厚。變厚的附面層就好象隔板一樣，阻礙著外部高速氣流的引射作用，因而在彈體后面的稀薄度就減小了，底阻系數(shù)也就變小了。 (二 )超音速下彈體的底部阻力 超音速下底阻形成的原因要比亞音速時復雜。它不僅與外部氣流的引射作用有關(guān)，而且與尾激波有關(guān)。超音速時，影響底部阻力的主要因素有： Re數(shù)、附面層特性、尾部外形、底部的熱狀態(tài)、有無噴流、馬赫數(shù)、迎角及飛行高度等。下面介紹一些對底阻有重要影響的實驗曲線。 底部阻力 1． Re數(shù)、附面層特性對 Cxd的影響 對不同形狀的彈丸， Re數(shù)對底部壓強系數(shù)的影響有不同的結(jié)果。如以層流繞流而言， 1號模型在研究的Re數(shù)范圍內(nèi)底壓系數(shù)大約變化了 60%，而 4號模型約變化一倍左右，如圖（ a）所示。對于比較短粗的模型其壓強系數(shù)的變化范圍沒有細長模型那樣大，并且是在小 Re數(shù)時達最小值，然后逐漸增大。在紊流附面層中 Re數(shù)對 Cxd的影響不太大，見圖（ b）。 底部阻力 2．尾部外形對 Cxd的影響 由圖可見有尾部的彈體會使底部壓強系數(shù)增加很快，尤其是紊流附面層情況。但隨 β t增大，尾錐表面的稀薄度也在增大。這樣就存在對應尾部最小阻力的最佳角。圖 67表明紊流附面層和層流附面層的最佳角在7～ lO度之間，并且紊流附面層的 Cxd在最佳區(qū)域的變化很緩慢。 底部阻力 二、彈體底部阻力的工程計算 對于底部壓強的極限情況即靜壓強為零的時侯，此時壓強系數(shù)為 m a x 22221122dpdppCkMV k M p??? ??? ? ? ??? ? ? ? ??? 當彈體向附面層傳熱的強度加大，伴隨有底部阻力的減小。在同一情況下，假若彈體由外部氣流加熱，則 Cxd增大。 3. 熱傳導對 Cxd的影響 對于空氣 k= 圖 88中曲線表明：實際情況下的底部壓強系數(shù)和極限值有很大差別，并且只是后者的一部分。即 式中 kd 為修正系數(shù)。 m a x 21 .4 3pdC M???m a xp d d p dC k C? 底部阻力 在實驗數(shù)據(jù)的基礎上有以下關(guān)系式 Kd= k1(2k1) 當 k11時， 當 k11時， 上述公式僅適用于底部沒有噴氣的情況，如底部有噴氣時，上述公式需加以修正。 1120 .8 5 ( 2 )x d dkkCSM ???20 .8 5xd dCSM?? 底部阻力 BedS?? ?其中 ，而 稱有效長徑比。 迎角為零時彈體空氣動力特征計算 20012xmX C V S? ????
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