И различным расстоянием повернутой секции

дозвуковой части от минимального сечения

	А при
	0,32	0,45
2,82 4,07 4,78 0	0,034 0,159 0,049 -0,12	0,018 0,028 - -	0,008 0,014 - -

_________________

.

Наличие асимметричных возмущений при перерасширенном течении в сверхзвуковой части сопла приводит к несимметричному отрыву по­тока от стенки и к существенному изменению поперечной силы.

Эксцентриситет реактивной силы вследствие нарушений симметрии выходного среза рассчитывают по результирующей сил давления на не­уравновешенную часть сопла. В случае косого среза, плоскость которого наклонена под малым углом к плоскости поперечного сечения, прибли­женно имеем (р_н =0)

.

Наиболее универсальным подходом является решение задачи пространственного течения рабочего тела в сопле и интегрирование по контуру рассчитанного распределения давления по стенке.

Для исследования безотрывных сверхзвуковых пространственных течений газа в соплах применяются различные численные методы (метод малых возмущений, послойный метод характеристик, метод сквозного счета, разностный метод второго порядка точности, стационарный аналог схемы С.К. Годунова), а также экспериментальные методы (например, с использованием дифференциальной установки). Для случая поворота оси конического сопла (в сечении, соответствующем у 1,1) все мето­ды дают одинаковые результаты (рис. 4.7, =6°) [23].

Относительная поперечная сила в направлении, параллельном плос­кости выходного среза сопла( =12),в начальном сечении поворот­ного колена (х =0,63) равна Р_у =sin =0,104, а в его выходном сече­нии, одновременно являющемся начальным сечением осесимметричного раструба (0,65 <12),

.

В выходном сечения сопла (х_а =12) Р_у =-0,007. Такое же иска­жение потока возникает и при работе поворотной секции сопла. Коэф­фициент усиления поворотной секции сопла К _у= Р_у/(Р ) =0,8…1,2; причем большие значения К_у соответствуют меньшим расстояниям между сечениями критическим и разъема (1,1 у 2; у =4,5; =10°). Шарнирный момент в этом случае возрастает с ростом у:М = М /(Р_о ) =1,2; 2,3; 3 при у= 1,1; 1,2; 1,4 соответственно. Если в месте разъема имеются уступы, то необходимо учитывать возможность образования отрывных зон.

При несимметричном выходном срезе сопла распределение давления на боковых стенках не изменяется, если линии Маха, отходящие от вы­ходных кромок, попадают на свободные границы истекающей струи.

Даже если угол Маха немного больше, чем угол косого среза, то осесимметричная модель по-прежнему является достаточно точной.

Если воспользоваться моделью одномерного течения в сопле с ко­сым срезом (рис. 4.8), то для относительной боковой силы в пустоте получим

В случае р_н>0 боковая сила зависит от разности р - р _н, и могут понадобиться более точные методы расчета распределения давления на неуравновешенную часть сопла.

К осесимметричной части сопла может быть пристыкован кососрезанный насадок, угол наклона контура которого меньше угла наклона осесимметричной части (см. поз. 2 на рис. 4.8). Тогда в месте стыковки возникает косой скачок, давление существенно возрастет, что приведет к увеличению Р_у. При известном донном давлении р _д в ступенчатом сопле (см. поз. 3 на рис. 4.8) распределение давления в цилиндрическом насадке рассчитывается, например, с помощью стационарного аналога метода С.К. Годунова. Возникающая при этом поперечная сила прини­мает наибольшее значение, если присоединение границ струи, истекаю­щей из узкой части, происходит в области неуравновешенной части кососрезанного насадка. Максимальное давление в области присоеди­нения в 1,9 и более раз превышает донное давление и зависит от числа Маха на границе струи:

; .

Рис. 4.7. Распределение поперечной силы (а) в коническом сопле с поворотом оси (б)

Рис, 4.8 Распределение давления на стенке различных сопел с косым срезом:

1 - коническое сопло; 2 - коническое с цилиндрической приставкой; 3 –коническо-цилиндрическое.

Дата добавления: 2015-07-16