Аэродинамические спектры

Аэродинамическим спектром называется видимая глазу картина обтекания тела потоком воздуха.

Для получения аэродинамического спектра существуют следующие методы:

1) введение в поток видимых частиц дыма.

2) метод «шелковинок»;

3) метод вязких покрытий;

4) оптический метод.

Первый метод получения спектра осуществляется
в специальных дымовых каналах. Дымовой спектр
позволяет исследовать ламинарные и турбулентные течения, отрыв пограничного слоя, управление пограничным слоем.

Метод «шелковинок» позволяет увидеть нарушение плавности обтекания. При безотрывном режиме течения шелковинки, прикрепленные одним концом к обтекаемой поверхности, ориентированы в отношении потока. При срыве потока они колеблются и меняют направление.

На вязком покрытии обтекаемого тела при длительной продувке его в аэродинамической трубе прочерчиваются линии тока, выявляющие картину обтекания.

Оптический метод позволяет исследовать изменение плотности воздуха при больших скоростях полета. При изменении плотности воздуха плоскопараллельный пучок света отклоняется, образуя на экране светлые или темные полосы.

Спектры обтекания бывают следующими:

а) плавные;

б) вихревые;

в) симметричные;

г) несимметричные.

Рис. 1.8. Спектры обтекания

Рис. 1.9. Несимметричный спектр

Наличие повышенного давления перед телом и разряжения за ним приводит к возникновению воздушного сопротивления, которое называется сопротивлением давления.

Чем больше возмущение потока, тем больше сопротивление давления испытывает тело. Минимальное сопротивление давления имеют тела с плавным спектром обтекания.

Тела неплавной формы, вызывающие интенсивный изгиб линий тока и мощное вихреобразование за телом, называется неудобообтекаемыми.

Тела с плавным спектром обтекания называется удобообтекаемыми. Спектры обтекания зависят от: формы и размеров тела, ориентации тела относительно потока воздуха, скорости набегающего потока.

Чем больше возмущение потока, тем больше сопротивление давления испытывает тело. Минимальное сопротивление давления имеют тела с плавным спектром обтекания.

При симметричном обтекании тела воздухом возникает только одна аэродинамическая сила — сила лобового сопротивления X .

При несимметричном обтекании возникает полная аэродинамическая сила R , которую можно разложить на две составляющие по осям координат: лобовое сопротивление X и подъёмную силу Y .

Таким образом, подъёмная сила может возникнуть только при несимметричном обтекании тела.

Аэродинамический спектр дает возможность понять физическую сущность явления обтекания

Исследования аэродинамических спектров дает возможность выбрать наиболее удобообтекаемые формы, определить дефекты в той или иной части ЛА, определить характер взаимодействия близко расположенных частей и многое другое.