空氣動力學第三章ppt課件

.,第三章機身的氣動特性,31引言32旋成體機身繞流圖畫33細長旋成體小迎角氣動力特性34大迎角細長旋成體氣動力特性,.,31引言,彈身提供體積承受有效載荷，也是產生阻力的主要部件，同時也產生一部分升力，對飛行器整體力矩特性有不小影響。一般導彈都采用旋成體，飛機為非旋成體。對亞音速：圓頭尖尾、圓頭圓尾，圓頭氣流不易分離；對超音速：尖頭體主要減少波阻。,.,一、幾何參數,1.坐標系,2.幾何參數,.,二、母線方程旋成體頭部母線方程（箭、彈頭所常用的頭部形狀母線方程）錐形頭部，蛋形頭部，拋物形頭部，卡門形頭部，哈克形頭部，指數形頭部。,三、旋成體的體積旋成體體積旋成體的表面積表面積比最大橫截面積,.,32旋成體機身繞流圖畫,一、亞音速繞流圖畫,軸對稱流動，三維-二維,旋成體：前駐點在迎風面與翼型相同，后匯合點在背風面,旋成體存在橫向流動，不滿足儒氏庫塔條件。,上表面前端“吸力區(qū)”，后段“壓力區(qū)”下表面前端“壓力區(qū)”，后段“吸力區(qū)”,升力無貢獻產生一不穩(wěn)定力矩,.,二、超音速繞流圖畫,頭部激波,不對稱的錐形激波,錐、柱結合處膨脹波,柱段，減速增壓,柱錐結合處膨脹波,.,33細長旋成體小迎角氣動力特性,一、壓強分布,對于軸對稱細長體，與相比不是小量，不能忽略,.,配方加上,一、壓強分布(續(xù)),.,一、壓強分布(續(xù)),此式表明：已知就可求出；與成非線性關系，不能疊加。,小擾動假設長細比很大；迎角很小。,來流軸向流()橫向流(),.,一、壓強分布細長體軸向流物面壓強分布,軸對稱流動，,壓縮性影響在物面上各點是不同的;亞音速壓強分布前后對稱，超音速產生軸向力(厚度波阻),細長體理論可以求得,.,一、壓強分布細長體橫向流物面壓強分布,小迎角下，橫向流看作繞圓柱的不可壓流動,對空間任一點，不能疊加,細長體壓強分布：,物面上,.,二、法向力系數,只有橫向流產生法向力,.,二、法向力系數(續(xù)),尖頭截尾式,尖頭尖尾式,僅有尖頭,尖頭帶柱段,尖頭、柱、截尾組合體,.,三、力矩系數及壓力中心,細長旋成體對頭部俯仰力矩,尖頭尖尾式,.,三、力矩系數及壓力中心(續(xù)),細長旋成體壓心,細長體壓心與幾何參數有關，與氣動參數無關,實際應用中,頭部壓心,尾部收縮段壓心,旋成體,.,四、軸向力系數,軸向流,橫向流,亞音速：,超音速：,亞音速：,超音速：,.,五、升力、阻力,切尾式底部,.,34大迎角細長旋成體氣動力特性,一、繞流圖畫,附面層未分離，位流理論可用,橫向流起重要作用,兩側渦對稱，未破裂，使法向力增加,沒有側向力,流場為三維定常對稱流場,.,一、繞流圖畫（續(xù)）,橫流起主導作用,兩側渦不對稱，壓強分布左右不對稱產生側力和偏航力矩,不對稱渦不固定帶有隨機性,與數量級相同，的出現對旋成體的氣動特性不利,流場為三維非定常流場,橫流起完全作用,兩側出現不對稱渦交錯從機身上脫落,增大，下降，以致完全消失,.,.,.,流動控制：大攻角時飛行器背風區(qū)的流動由這些強度和位置都不對稱的渦控制，控制了這些渦，就能控制飛行器的運動。通過頭部人工擾動的不同的位置、強度和類型可以達到不同的非對稱渦流動響應。（1）采用吹吸氣的辦法。通過吹吸氣改變某一側的渦量（增加或減少）來改變渦的強度，削弱渦非對稱性；（2）可轉動頭錐。用