Энциклопедия «Авиация» (1998)

ДОННОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ

Зависимости вклада коэффициентов донного сопротивления.

до́нное сопротивле́ниелетательного аппарата — часть профильного сопротивления, вызванная наличием области срыва потока за донным срезом (притупленной задней кромкой) тела, обтекаемого потоком жидкости или газа. Внешний поток, обтекающий плоские тела (крыло, оперение) и тела вращения (фюзеляж самолёта, корпус ракеты), стекая с их поверхности, увлекает (эжектирует) воздух из области за донным срезом. В результате за донным срезом образуется область с пониженным давлением и, следовательно, возникает результирующая сила, препятствующая движению тела. Степень понижения давления за донным срезом существенно зависит от состояния пограничного слоя, стекающего за донный срез, и геометрических параметров самого тела. Пограничный слой, стекающий с поверхности тела, образует слой смешения, который отделяет область донного разрежения от внешнего потока и определяет эжектирующее действие наружного потока. Чем толще пограничный слой у донного среза (длинное тело или большая шероховатость поверхности), тем меньше эжекция, больше дойное давление и меньшеД. с.Влияние Рейнольдса числа Re на давление за донным срезом наД. с.наиболее сильно проявляется при малых значениях Re (то есть при ламинарном пограничном слое) и в диапазоне Re, соответствующем переходу ламинарного течения в турбулентное. В случае турбулентного пограничного слояД. с.практически не зависит от Re. С ростом температуры поверхности телаД. с.падает.

При определенииД. с.используется безразмерный коэффициент донного давления сpдон= (pдон– p∞)/q∞, где pдон— давление на дне тела, p∞— статическое давление, q∞— скоростной напор невозмущенного потока.

Зависимость cpдонот Маха числа M∞имеет максимум в области околозвуковых скоростей (см. рис.).При сверхзвуковых скоростях cpдонубывает с ростом M∞, что в большой мере определяется возрастанием скоростного напора. Это обстоятельство обычно затрудняет изучение характера донного давления в сверхзвуковом диапазоне чисел M∞невозмущенного потока. В этом отношении более удобным представлением донного давления является выражение его в виде коэффициента относительного донного давления pдон/p∞.

Д. с., возникающее при движении «двумерных» тел, может быть в несколько раз больше, чемД. с.за телами вращения, что связано с различным распределением скоростей поперёк «донного следа». Однако у двумерных тел (таких, как крыло), у которых размер донного среза значительно меньше толщины самого тела,Д. с.составляет небольшую долю полного сопротивления аэродинамического. Наоборот, у осесимметричных тел, у которых диаметр донного среза может быть равен максимальному диаметру тела,Д. с.может составлять большую долю полного сопротивления, превосходя сопротивление трения и сопротивление давления на любую часть тела. Поэтому оценки аэродинамических характеристик, траекторий полёта и потребных тяг некоторых типов летательных аппаратов невозможны без знанияД. с.

На летательных аппаратах, в частности на ракетах, в донной части располагаются сопла реактивных двигателей. При их работе существенно изменяется характер обтекания области донного среза, и в донной части устанавливается давление, отличающееся от того, которое было бы в случае отсутствия работающих двигателей.Д. с.при наличии струй двигателей зависит как от газодинамических параметров внешнего потока и струй, так и от их числа и взаимного расположения. При этом на донном срезе может устанавливаться как повышенное, так и пониженное давление, определяющее значениеД. с.

Литература:

Чжен П., Отрывные течения, пер. с англ., т. 3, М., 1977;

Петров К. П., Аэродинамика элементов летательных аппаратов, М., 1985.

К. П. Петров.

  1. донное сопротивление—base drag...Русско-английский аэрокосмический словарь
  2. донное сопротивление—base drag...Русско-английский морской словарь
  3. донное сопротивление—base drag...Русско-английский политехнический словарь
  4. донное сопротивление—base drag...Русско-английский словарь по авиации
  5. донное сопротивление—аэрод. base drag...Русско-английский словарь по физике
  6. донное сопротивление—часть аэродинамического сопротивления обусловленная понижением ср. давления рд на донной торцевой поверхности летящего тела по сравнению с давлением в атмосфере р на высо...Физическая энциклопедия
  7. донное сопротивление—Донное сопротивление летательного аппарата часть профильного сопротивления вызванная наличием области срыва потока за донным срезом притупленной задней кромкой тела обте...Энциклопедия техники