Расчет аэродинамических характеристик

4. Расчет аэродинамических характеристик

Оценки аэродинамических характеристик пули – аэродинамических коэффициентов пули, силы лобового сопротивления – Сл, подъемной силы Су,  и J.

Синтез летательного аппарата связан с анализом аэродинамических свойств, проектируемой конструкции.

Высокие тактико-технические данные аппарата во многом обусловлены удачным выбором аэродинамической схемы. Поэтому при общем проектировании возникает необходимость хотя бы приближенно оценить аэродинамические свойства изделия.

При выборе аэродинамической схемы обычно используют разнообразные методы приближенного аэродинамического расчета, либо корректируют аэродинамические данные прототипа.

Расчет коэффициентов аэродинамических сил

Аэродинамические силы, действующие на изделие в полете, можно представить в виде компонентов, ориентированных параллельно осям скоростей системы координат.

Аэродинамические силы на основании теории аэродинамического подобия выражают формулами экспериментальной аэродинамики:

(1) — подъемная сила;

(2) — сила лобового сопротивления;

(3) — боковая сила;

Здесь — коэффициент подъемной силы;

— коэффициент силы лобового сопротивления;

— коэффициент боковой силы;

— плотность воздуха

— скорость полета

— характерная площадь

Для изделий осесимметричных схем обычно принимают , поэтому расчет аэродинамических сил сводится к определению  и .

Продольную (осевую) силу тела вращения, имеющего донный срез, обычно представляют в виде суммы составляющих от давления  на боковую поверхность и давления на донный срез (донная осевая сила) , а также осевой силы , зависящей от поверхностного трения. В соответствии с этим полный коэффициент осевой силы

Составляющие осевой силы и их коэффициенты можно определить, если известно распределение давления и касательного напряжения по поверхности корпуса.

Рассмотрим корпус в виде тела вращения и оценим полный коэффициент осевой силы используя комбинированные методы расчета, согласно которым  и  определяют по результатам экспериментов, а  по теоретическим зависимостям.

Найдем необходимые данные к расчету

1) Критерий аэродинамического подобия

2) Коэффициент давления в точке торможения потока (точка О)

  

3)

4) Вспомогательная величина (параметр)

;

5) ;

6) Относительная длина оживала

;

7) Угол при вершине заостренного оживала

;

8) Угол при вершине притупленного оживала

;

9)

Найдем Сх

1. Оценка волнового сопротивления  корпуса

(*)

(**),

где  — коэффициенты волнового сопротивления заостренной параболической головки и сферического носка.

В случае затупления в виде плоского торца

(***)

Оценим составляющие (**)

1)

2) ,

где — коэффициент давления в вершине конуса с;

3) Волновое сопротивление изолированной сферической части с углом h

4) По (**) оценим  головной части.

Примечание. Если торец плоский, то

Оценка  кормового

(****) , где

 — относительное донное сужение

1. Оценка волнового сопротивления  корпуса

(*)

Суммарное волновое корпус по (*)

2.Оценка донного сопротивления —

;