Приближенная формула расчета температуры тела, обтекаемого сверхзвуковым потоком

При обтекании тела сверхзвуковым потоком происходит нагрев его поверхности. Температуру тела приближенно (без учета теплоотдачи) можно рассчитать по следующей зависимости:

,

где - температура (в Кельвинах) атмосферы на высоте Н;

– число в Маха на высоте Н.

Задачи

Задача 1. Найти лобовое сопротивление летательного аппарата (рис. 5.11) при следующих исходных данных. Скорость М =2, Угол полураствора конуса равен 15º, диаметр корпуса 1 м, высоты полета Н = 500, 1000, 2000, 3000… м (для каждого студента своя высота согласно заданию). Сопротивлением цилиндрической части корпуса пренебречь.

Рекомендуется задавать студентам высоту полета летательного аппарата в соответствии с порядковым номером студента в табеле учебной группы. Для этого можно пользоваться следующей таблицей 5.2.

Табл. 5.2

Варианты заданий

Порядковый номер студента в табеле	Высота полета ЛА, м	Порядковый номер студента в табеле	Высота полета ЛА, м
		14.
		15.
		16.
		17.
		18.
		19.
		20.
		21.
		22.
		23.
		24.
		25.
		26.

Задача 2. В условиях задачи 1 найти подъемную силу конуса при случайном порыве ветра. Скорость ветра принять по графику, представленному на рис. 11 (а).

Рис. 5.12. Скорость порывов ветра на различных высотах

и схема определения эффективного угла атаки

Принять, что направление случайно порыва ветра перпендикулярно оси летательного аппарата (рис. 5.12). Схема отыскания угла атаки при случайном порыве понятна из рисунка:

.

При высоте полете ниже 3-х км брать скорость ветра 20 м/сек.

Задача 3. Найти температуру корпуса ракеты при скоростях полета 150 м/сек, 400 м/сек, 1000 м/сек на тех же высотах, что и в условиях задачи 1. Предложить меры защиты от воздействия температуры. Какие материалы (по мнению студентов) можно применять в конструкции летательного аппарата.

Допустимые температуры обшивки.

Дюралюминий – 100 - 120ºС;

Титан - 370ºС;

Специальные стали – 500-800ºС;

Резины и пластмассы - 150ºС;

Пластмассы со стекловолокном - 200ºС;

Примечание: Данные приведены для большого времени полета. При кратковременном полете допустимые температуры сдвигаются в сторону увеличения.

Дата добавления: 2015-08-10