Un exemplu de calcul al unei catapulte pentru lansarea aeriană a unei rachete spațiale. Încălzirea aerodinamică a structurii rachetei Coeficientul de tragere la


Proiect de curs

Calculul coeficienților aerodinamici ai unei rachete de croazieră de tip Tomahawk

Introducere

rachetă de zbor aerodinamică

Proiectarea unei aeronave trebuie să includă în mod necesar calculul caracteristicilor sale aerodinamice. Rezultatele obținute în viitor permit evaluarea corectitudinii alegerii schemei aerodinamice, calcularea traiectoriei aeronavei.

Pentru calcule, se introduce o ipoteză foarte importantă: aeronava ar trebui considerată staționară, iar fluxul de aer care se apropie, dimpotrivă, este în mișcare (așa-numitul „principiu de inversare a mișcării”).

A doua ipoteză utilizată implică dezmembrarea aeronavei în componente separate: corp, empenaj (aripi și cârme), precum și combinații ale acestora. În acest caz, caracteristicile sunt calculate separat pentru toate componentele, iar sumele acestora, împreună cu corecțiile de interferență care determină efectele interacțiunii, determină coeficienții și momentele aerodinamice.

1. Rachete de croazieră

1.1 Generalități

Procesul de creare a CD-ului modern este cea mai dificilă sarcină științifică și tehnică, care este rezolvată în comun de o serie de echipe de cercetare, proiectare și inginerie și producție. Se pot distinge următoarele etape principale ale formării unui CD: atribuire tactică și tehnică, propuneri tehnice, proiectare preliminară, proiect de lucru, dezvoltare experimentală, teste de bancă și naturale.

Lucrările la crearea eșantioanelor moderne de CR se desfășoară în următoarele domenii:

· Creșterea autonomiei și vitezei de zbor la supersonic;

Utilizați pentru rachete de ghidare combinate sisteme multicanal depistare și aderare;

· Reducerea semnăturii rachetelor datorită utilizării tehnologiei stealth;

· Creșterea stealth-ului rachetelor prin reducerea altitudinii de zbor la limită și complicarea traiectoriei de zbor în secțiunea sa finală;

· Dotarea echipamentului de rachetă de la bord cu un sistem de navigație prin satelit, care determină locația rachetei cu o precizie de 10 ... .20 m;

· Integrarea rachetelor în diverse scopuri într-un singur sistem de rachete pe mare, aer și pe uscat.

Implementarea acestor zone se realizează în principal prin utilizarea tehnologiilor moderne înalte.

O descoperire tehnologică în avioane și rachete, microelectronică și tehnologia computerelor, în dezvoltarea sistemelor de control automat la bord și a inteligenței artificiale, a sistemelor de propulsie și a combustibililor, a echipamentelor electronice de protecție etc. a creat dezvoltări reale ale unei noi generații de CD-uri și complexele acestora. A devenit posibil să se mărească în mod semnificativ raza de zbor atât a rachetelor de croazieră subsonice, cât și a celor supersonice, să se crească selectivitatea și imunitatea la zgomot a sistemelor de control automat de la bord cu o scădere simultană (de peste două ori) a caracteristicilor de greutate și dimensiune.

Rachetele de croazieră sunt clasificate în două grupe:

· Teren;

· Pe mare.

Acest grup include rachete strategice și operaționale-tactice cu o rază de zbor de la câteva sute la câteva mii de kilometri, care, spre deosebire de rachetele balistice, zboară către țintă în straturi dense ale atmosferei și au suprafețe aerodinamice pentru aceasta, care creează ridicare. Astfel de rachete sunt destinate distrugerii celor strategice importante.

Rachetele de croazieră, capabile să fie lansate de la submarine, nave de suprafață, complexe terestre și aeronave, oferă forțelor navale, terestre și aeriene o flexibilitate excepțională.

Principalele lor avantaje față de BR sunt:

· Invulnerabilitate aproape completă în cazul unui atac brusc de rachete nucleare de către inamic datorită mobilității bazării, în timp ce locația silozurilor cu rachete balistice este adesea cunoscută în prealabil inamicului;

· Reducerea în comparație cu BR a costului efectuării unei operațiuni de luptă pentru a învinge o țintă cu o probabilitate dată;

· Posibilitatea fundamentală de a crea un sistem de ghidare îmbunătățit pentru CD, care funcționează autonom sau utilizează un sistem de navigare prin satelit. Acest sistem poate oferi o șansă de 100% de a atinge o țintă, adică o ratare aproape de zero, care va reduce numărul necesar de rachete și, în consecință, costurile de operare;

· Posibilitatea creării unui sistem de arme care să rezolve atât sarcini strategice, cât și tactice;

· Perspectiva creării unei noi generații de rachete strategice de croazieră cu o gamă și mai mare, viteze supersonice și hipersonice, permițând reorientarea în zbor.

De regulă, focoasele nucleare sunt utilizate pe rachetele strategice de croazieră. Pe versiunile tactice ale acestor rachete, sunt instalate focoase convenționale. De exemplu, rachetele anti-navă pot fi echipate cu focoase cumulative pătrunzătoare, explozive sau explozive.

Sistemul de control al rachetelor de croazieră depinde în mod semnificativ de raza de zbor, traiectoria rachetelor și contrastul țintei radar. Rachetele cu rază lungă de acțiune au de obicei sisteme de control combinate, de exemplu, autonome (inerțiale, astro-inerțiale) plus homing la sfârșitul traiectoriei. Lansarea dintr-o instalație terestră, un submarin sau o navă necesită utilizarea unui rapel de rapel, care este indicat să se separe după epuizarea combustibilului, prin urmare, rachetele de croazieră terestre și maritime sunt realizate în două etape. Când este lansat dintr-o aeronavă purtătoare, nu este necesar un accelerator, deoarece există o viteză inițială suficientă. Motoarele cu rachete cu combustibil solid sunt de obicei utilizate ca accelerator. Alegerea motorului principal este determinată de cerințele privind consumul specific redus de combustibil și timpul lung de zbor (zeci de minute sau chiar câteva ore). Pentru rachete, a căror viteză de zbor este relativ mică (M<2), целесообразно применять ТРД как наиболее экономичные. Для дозвуковых скоростей () используют ТРДД малых тяг (до 3000 Н). При М>2, consumul specific de combustibil al motoarelor turbojet și ramjet devine comparabil și alți factori joacă rolul principal în alegerea unui motor: simplitatea designului, greutatea și costul redus. Combustibilii cu hidrocarburi sunt folosiți drept combustibil pentru motoarele de propulsie.

În acest proiect de curs pentru cercetări suplimentare, o rachetă de croazieră de tip Tomahawk va fi considerată ca un prototip al unei aeronave.

1.2 Racheta de croazieră Tomahawk

KR "Tomahawk" în focos nuclear are o capacitate de încărcare nucleară de 200 kg. Este dificil de detectat de către stațiile radar. Lungimea KR este de 6,25 m, iar greutatea este de 1450 kg. În lupta convențională, această rachetă este proiectată să lovească la nave de suprafață la distanțe de până la 550 km de locul de lansare și la ținte de coastă la distanțe de până la 1.500 km.

Racheta de croazieră pe mare "Tomahawk" (BGM - 109A) este concepută pentru a lovi importante ținte militare și industriale. Distanța de tragere este de 2500 km. Precizia de tragere nu depășește 200 m. Sistemul de ghidare a rachetelor este combinat, include un sistem inerțial și un sistem de corectare a traiectoriei de-a lungul conturului terenului. Greutatea lansării - 1225 kg, lungimea 5,5 m, diametrul corpului - 530 mm, greutatea focosului - 110 kg. Racheta este echipată cu un focos nuclear de 200 kg. Racheta a intrat în funcțiune în 1984. Utilizarea sa în luptă este prevăzută atât de la submarine, cât și de la nave de suprafață.

Figura: 1 rachetă de croazieră Tomahawk (BGM - 109A)

Calea de zbor a rachetei Tomahawk BGM-109С / D

Figura: 2 Traiectoria de zbor a rachetei Tomahawk BGM-109C / D:

2-zona primei corecții conform sistemului TERCOM;

Secțiunea 3-martie Corecție TERCOM folosind sistemul NAVSTAR

4-corectarea traiectoriei conform sistemului DSMAC;

Caracteristici tactice și tehnice

Distanță de tragere, km

BGM-109A când este lansat de pe o navă de suprafață

BGM-109С / D când este lansat de pe o navă de suprafață

BGM-109С / D când este lansat dintr-un submarin

Viteza maximă de zbor, km / h

Viteza medie de zbor, km / h

Lungimea rachetei, m

Diametrul corpului rachetei, m

Anvergură, m

Greutate inițială, kg

Focos

semiperforare - 120 kg

casetă - 120 kg

Motorul principal F-107

Greutatea combustibilului, kg

Greutatea motorului uscat, kg

Lungime mm

Diametru, mm

2. Calculul caracteristicilor aerodinamice prin metoda analitică a lui Lebedev-Cernobrovkin

Calculul aerodinamic este cel mai important element al cercetării aerodinamice a unei aeronave sau a părților sale individuale (corp, aripi, empenaj, dispozitive de control). Rezultatele unui astfel de calcul sunt utilizate în calculele traiectoriei, în rezolvarea problemelor legate de rezistența obiectelor în mișcare, în determinarea performanței în zbor a unei aeronave.

Atunci când se ia în considerare performanța aerodinamică, este posibil să se utilizeze principiul descompunerii caracteristicilor în componente separate pentru corpurile izolate și suprafețele portante (aripi și empenaj), precum și combinațiile acestora. În acest din urmă caz, forțele și momentele aerodinamice sunt determinate ca suma caracteristicilor corespunzătoare (pentru un corp izolat, aripi și empenaj) și corecții de interferență datorate efectelor de interacțiune.

Forțele și momentele aerodinamice pot fi determinate folosind coeficienți aerodinamici.

Conform reprezentării forței aerodinamice totale și a momentului aerodinamic total în proiecțiile pe axă, respectiv a vitezei și a sistemelor de coordonate asociate, se adoptă următoarele denumiri ale coeficienților aerodinamici: - coeficienți aerodinamici trage, creșterea forței laterale;

Pentru a studia dinamica unei aeronave, este necesar să se ia în considerare forțele și momentele de acțiune, inclusiv cele aerodinamice. Forța aerodinamică totală, care depinde de o serie de factori, poate fi reprezentată ca componente de-a lungul axelor de viteză ale coordonatelor (x, y, z) sau de-a lungul asociatului (), iar momentul aerodinamic total M - extins de-a lungul axelor (). În cazul unei aeronave simetrice, ridicarea Y și forța laterală Z au aceleași dependențe, respectiv, de unghiurile de atac și alunecare, de unghiurile de deviere ale suprafețelor de control și

Tabel geometric

Nume, dimensiune

Cantitatea

Valoare

Consola I

Consola II

Diametrul carcasei, m

Suprafața navei, m 2

Suprafața tăiată de jos, m 2

Lungimea arcului, m

Lungimea părții cilindrice, m

Extinderea corpului

Volumul arcului corpului, m 3

Extinderea arcului corpului

Extinderea părții cilindrice a corpului

Îngustarea corpului de pupa

Lungimea totală a suprafeței portante, m

Intervalul suprafeței portante, cu excepția diametrului corpului, m

Lungimea coardei laterale a consolei, m

Lungime coardă rădăcină consolă, m

Lungimea coardei de capăt a consolei, m

Suprafața a două console, m 2

Extinderea consolelor

Console înguste

Unghiul de măturare al consolelor de-a lungul marginii anterioare

Tangenta unghiului de maturare a consolelor de-a lungul liniei medii a acordurilor

Unghiul de măturare al consolei de-a lungul liniei medii a acordurilor

Grosimea relativă a profilului

Lungimea medie a coardei aerodinamice, m

Coordonata z a.k. coardă aerodinamică medie, m

Coordonată x a.k. coardă aerodinamică medie cu privire la

Distanța de la punctul frontal al corpului la consolă, m

2.1 Forța de ridicare

Forța de ridicare este determinată de formulă

unde este viteza capului, este densitatea aerului, este aria caracteristică (de exemplu, aria secțiune transversală fuselaj), - coeficientul de ridicare.

Coeficientul este de obicei determinat în sistemul de coordonate de viteză 0xyz. Împreună cu coeficientul, este luat în considerare și coeficientul forței normale, acesta fiind determinat în sistemul de coordonate asociat.

Acești coeficienți sunt raportați între ei prin raport

Reprezentăm aeronava sub forma unui set de următoarele părți principale: suprafața portantă a corpului (fuselaj), față (I) și spate (II). La unghiuri mici de atac și unghiuri de deviere a suprafețelor portante, dependențele și sunt aproape de liniare, adică poate fi reprezentat ca

aici și sunt unghiurile de deviere ale suprafețelor portante față și respectiv spate; și - valori și la; , sunt derivatele parțiale ale coeficienților față de unghiuri și, luate la.

Valorile și pentru aeronavele fără pilot sunt în majoritatea cazurilor aproape de zero, deci nu sunt luate în considerare în continuare. Suprafețele portante din spate sunt luate ca elemente de comandă.

La unghiuri mici de atac și la pot fi setate, atunci egalitatea (2) ia forma. Reprezentăm forța normală a aeronavei ca suma a trei termeni

fiecare dintre ele fiind exprimat prin coeficientul corespunzător de forță normală:

Împărțind egalitatea (3) termen cu termen și eliminând derivata în raport cu, obținem la punctul 0

unde; - factorii de decelerare a debitului ;; ; - suprafețele relative ale pieselor aeronavelor. Să luăm în considerare mai detaliat cantitățile incluse în partea dreaptă a egalității (4).

Primul termen ia în considerare forța normală a fuselajului și, la unghiuri mici de atac, este egală cu forța normală a fuselajului izolat (excluzând influența suprafețelor portante).

Al doilea termen caracterizează forța normală creată de suprafața portantă frontală și aplicată parțial consolelor și parțial corpului în zona influenței lor.

Mărimea acestei forțe este exprimată în termeni de forță normală a aripilor izolate (adică aripi compuse din două console) folosind coeficientul de interferență k :. Valorile și kI sunt calculate la numărul Mach.

Al treilea termen din expresia (4) este similar cu al doilea. Singura diferență este că, atunci când se determină unghiul de atac al suprafeței portante din spate, este necesar să se ia în considerare unghiul mediu al pantei debitului cauzat de suprafața portantă din față:. La unghiuri mici de atac, dependența este aproape de liniară. În acest caz, derivatul poate fi exprimat și ca

Toate cantitățile incluse în (5) sunt calculate la numărul Mach.

2.2 Derivatul coeficientului de ridicare al aeronavei prin unghiul de deviere a comenzilor

să diferențiem expresia (1) față de unghiul II:

În unghiuri mici, această expresie ia următoarea formă:

Împărțind termenul egalității (3) cu qS și luând derivata în raport cu, obținem

caracterizează forța normală a suprafeței din spate, aplicată parțial consolelor și parțial corpului din zona influenței lor. Mărimea acestei forțe se exprimă prin coeficientul de interferență și eficiența relativă a comenzilor n:

Calculul este prezentat în tabel. 3.3, unde este unghiul de măturare a cozii; este coeficientul de reducere a forței de ridicare datorat decalajului dintre cârmă și corpul navei atunci când cârmele sunt deviate.

Tabel de calcul

Cantitatea

Tabel de calcul

Cantitatea

2.3 Rezistența frontală

Forța de tragere este calculată prin formulă

Să reprezentăm coeficientul de tracțiune al aeronavei ca suma a doi termeni, unde este coeficientul de tracțiune; - coeficientul de rezistență inductivă, care este înțeles ca rezistența în funcție de unghiuri și. Coeficientul aeronavei poate fi exprimat ca

unde 1.05 este corecția pentru detalii necontabilizate; - raportul dintre aria totală a tuturor consolelor suprafeței portante frontale și aria caracteristică; - același lucru pentru suprafața portantă spate; , sunt coeficienții părților izolate ale aeronavei.

2.4 Coeficientul de tragere la

Prin natura sa fizică, forța corporală poate fi împărțită în rezistențe la frecare și presiune. În conformitate cu această presiune, este posibil să se exprime coeficientul de tracțiune al corpului la (raportat la zona de mijloc) în următoarea formă:

unde ultimii trei termeni sunt rezistența la presiune.

2.5 Coeficientul de tracțiune al suprafețelor portante la

Metodele pentru calcularea coeficientului suprafețelor portante față și spate sunt aproape identice. Singura diferență este că calculul trebuie efectuat la numărul Mach, iar calculul la.

Rezistența frontală a suprafeței lagărului cu margini ascutite ascutite este formată din profil și rezistență la undă. În consecință, se poate scrie

Rezistența profilului se datorează vâscozității aerului. Acesta este determinat în principal de forțele de frecare și, într-o mică măsură, de diferența de presiune din nas și coadă a aerofilului.

Rezistența la undă - rezistența la presiune datorată compresibilității aerului. Apare atunci când fluxul din jurul aripilor este însoțit de apariția undelor de șoc.

Într-o aeronavă cu aranjament cruciform al aripilor (++), forța de tracțiune este creată de două perechi de suprafețe portante față și spate; prin urmare, coeficienții și ar trebui să fie înmulțiți cu zonele adimensionale dublate corespunzătoare.

Tabel de calcul și

Cantitatea

Tabel de calcul

Cantitatea

2.6 Momentul pasului

Atunci când studiem momentele forțelor care acționează asupra aeronavei, în special momentele de pas, vom folosi sistemul de coordonate aferent 0x1y1z1 Momentul pasului sau momentului longitudinal este cauzat de forțe aerodinamice și reactive. Având în vedere momentul forțelor aerodinamice, este convenabil să introducem conceptul de coeficient adimensional

Mărimea momentului aerodinamic la o anumită viteză și altitudine depinde de o serie de factori și în primul rând de unghiul de atac și unghiurile de deviere a comenzilor. În plus, magnitudinea momentului este influențată de viteza unghiulară de rotație a aeronavei, precum și de rata de schimbare a unghiului de atac și de deviere a cârmelor, caracterizată prin derivate și. În acest fel,

Pentru valori mici ale argumentelor, expresia (6) poate fi reprezentată ca o funcție liniară

unde etc. - derivate parțiale ale momentului de pitching conform parametrilor corespunzători.

Coeficientul de cuplu adimensional este doar o funcție a parametrilor fără dimensiune. Deoarece mărimile și au dimensiunea I / s, atunci în locul lor sunt introduse viteza unghiulară adimensională și derivatele adimensionale. Expresia generală a coeficientului de moment longitudinal la valori mici ale parametrilor etc. are forma

Pentru a simplifica scrierea cantităților incluse în expresiile (6) și (7), indexul „I” va fi omis în cele ce urmează. În plus, vom omite liniuțele din notația derivatelor parțiale

2.7 Momentul pitchului la

Să luăm în considerare amploarea momentului longitudinal aerodinamic care acționează asupra aeronavei, cu condiția ca viteza unghiulară și unghiul de atac și unghiurile de deviere ale comenzilor să rămână neschimbate în timp.

Să introducem conceptul de centru de presiune al unei aeronave. Centrul de presiune este un punct de pe axa longitudinală 0x1, prin care trece rezultanta - forțe aerodinamice -.

Momentul forțelor aerodinamice în raport cu centrul de presiune poate fi exprimat ca și coeficientul momentului

aici este coordonata centrului de greutate al aeronavei, este coordonata centrului de presiune (raportul se face de pe nasul corpului).

Prin analogie cu conceptul de centru de presiune al întregului avion, introducem și conceptul centrelor de presiune ale părților sale ca puncte de aplicare a forțelor normale create de aceste părți.

Din condiția de echilibru pe care o avem

De aici găsim expresia pentru:

La unghiuri mici de atac și unghiuri de deviere a cârmelor, este convenabil să se utilizeze conceptul de focare aerodinamice ale unei aeronave. Focalizarea aeronavei prin unghiul de atac este punctul de aplicare a acelei părți a forței normale, care este proporțională cu unghiul de atac (adică). Apoi, cu controale fixe, momentul forțelor aerodinamice relativ la axa 0z1 care trece prin punctul focal nu depinde de unghiul de atac. În mod similar, se poate arăta că momentul relativ la focalizare nu depinde de, și momentul relativ la focalizare nu depinde de.

Folosind conceptul de focare aerodinamice, putem scrie următoarea expresie pentru coeficientul momentului de pitching al aeronavei la unghiuri mici și:

În aceste expresii, sunt coordonatele focalizărilor de-a lungul și.

2.8 Momentul pasului cauzat de rotația aeronavei în jurul axei Z

Luați în considerare o aeronavă care zboară cu viteza v și se rotește simultan în jurul axei sale (transversale) cu o viteză unghiulară.

Când aeronava se rotește, fiecare punct al suprafeței sale capătă o viteză suplimentară egală cu. Ca urmare, unghiurile de întâlnire ale fluxului cu elemente individuale de suprafață sunt diferite de unghiurile de întâlnire pentru mișcare pur translațională. Schimbarea unghiurilor de întâlnire duce la apariția unor forțe aerodinamice suplimentare, care pot fi reduse la rezultanta aplicată la centrul de greutate și momentul relativ la axa transversală care trece prin centrul de greutate.

Valoarea este foarte mică și este de obicei neglijată în calculele de ridicare.

Momentul afectează semnificativ proprietățile dinamice ale aeronavei. Se numește moment de amortizare a pitch-ului sau moment de amortizare longitudinală.

Cantitatea de moment de amortizare este proporțională cu viteza unghiulară. Prin urmare.

Să exprimăm derivata în termeni de coeficient de moment adimensional și viteza unghiulară adimensională. Deoarece și, atunci, unde este derivata de rotație a coeficientului de cuplu.

Să reprezentăm momentul de amortizare longitudinal ca suma momentelor create de părțile aeronavei :. Această expresie poate fi rescrisă în conformitate cu egalitatea (9):

Reducând cu, obținem:

Tabel de calcul și

Cantitatea

Tabel de calcul

Cantitatea

2.9 Tabel rezumativ al coeficienților aerodinamici

3. Calculul caracteristicilor aerodinamice utilizând pachetul SolidWorks 2014

SolidWorks este un proiect asistat de calculator, analiza tehnică și pregătirea unui sistem de producție pentru produse de orice complexitate și scop. Dezvoltatorul CAD SolidWorks este SolidWorks Corp. (SUA), o divizie independentă a Dassault Systemes (Franța), lider mondial în software de înaltă tehnologie. Dezvoltat de SolidWorks Corp. caracterizat de indicatori înalți de calitate, fiabilitate și productivitate, care, combinat cu asistență calificată, fac din SolidWorks cea mai bună soluție pentru industrie și uz personal. Software operează pe platforma Windows, are suport pentru limba rusă și, în consecință, acceptă GOST și ESKD.

Acest pachet vă permite să construiți un model de aeronavă și să calculați aerodinamica folosind Flow Simulation, care este un modul de analiză a fluxului de fluid în mediul SolidWorks, minimizând erorile care depind de factorul uman.

În acest proiect de curs, a fost construit modelul Tomahawk RC și aerodinamica a fost calculată folosind SolidWorks 2014 și SolidWorks Flow Simulation 2012.

Modelul de aeronavă construit utilizând CAD SolidWorks 2014 este prezentat în figurile 3 și 4.

Figura 3 - Vedere laterală a modelului

Figura 4 - Vedere frontală a modelului

3.2 Alegerea unghiurilor de atac și a vitezei de curgere

Coeficienții aerodinamici vor fi calculați pentru Mach: M \u003d 0,7, 1,2 și pentru unghiul de atac b \u003d 0 grade.

Forțele și momentele aerodinamice pot fi determinate prin cunoașterea coeficienților aerodinamici.

Conform reprezentării forței aerodinamice totale și a momentului aerodinamic total în proiecțiile pe axe, respectiv a vitezei și a sistemelor de coordonate asociate, se adoptă următoarele denumiri de coeficienți aerodinamici: - coeficienți aerodinamici de forță, ridicare și forță laterală; - coeficienții aerodinamici ai momentelor de rulare, gălăgie și pitch.

3.3 Rezultatele calculului

Rezultatele calculului sunt date pentru un debit de M \u003d 0,7 și M \u003d 1,2 la b \u003d 0 grade. Rezultatele sunt prezentate în Figurile 5-14 și Tabelul 10.

Pentru b \u003d 0 și M \u003d 1.2

Figura 5 - Rezultatele schimbării vitezei

Figura 6 - Rezultatele modificărilor de presiune

Figura 7 - Rezultatele modificării densității

Figura 8 - Rezultatele schimbării temperaturii

Pentru b \u003d 0 și M \u003d 0,7

Figura 9 - Rezultatele schimbării vitezei

Figura 10 - Rezultatele modificărilor de presiune

Figura 11 - Rezultatele modificării densității

Figura 12 - Rezultatele schimbării temperaturii

Figura 13-parametrii de bază pentru M \u003d 1.2

Figura 14 - parametrii de bază pentru M \u003d 0,7

Deoarece cunoaștem valorile forței de ridicare și forței rezistenței frontale, putem exprima din expresiile Y \u003d c y qS și X \u003d c x qS cu y și cu x

Tabel de calcul

Concluzie

În acest proiect de curs, a fost luată în considerare o aeronavă de tip KR "Tomahawk" și au fost calculați coeficienții aerodinamici.

Ca rezultat al calculelor, s-au obținut valorile coeficienților de tracțiune, coeficienților de ridicare și coeficienților momentelor aerodinamice. Atunci când se ia în considerare performanța aerodinamică, este posibil să se utilizeze principiul descompunerii caracteristicilor în componente separate pentru corpurile izolate și suprafețele portante (aripi și empenaj), precum și combinațiile acestora. În acest din urmă caz, forțele și momentele aerodinamice sunt determinate ca suma caracteristicilor corespunzătoare (pentru un corp izolat, aripi și empenaj) și corecții de interferență datorate efectelor de interacțiune. Forțele și momentele aerodinamice pot fi determinate folosind coeficienți aerodinamici.

Rezultatele calculării coeficienților aerodinamici și analiza comparativa metoda analitică Lebedev-Cernobrovkin și modelarea numerică sunt date în tabel.

Analiza comparativă a rezultatelor calculului

Un model al aeronavei investigate a fost creat folosind CAD SolidWorks 2014 SP5.0, iar aerodinamica sa a fost investigată folosind SolidWorks Flow Simulation. Ca rezultat al calculelor efectuate, trebuie considerat că tehnica de modelare numerică permite evitarea erorilor de calcul cauzate de diferența dintre formele calculate și cele reale ale obiectului suflat. De asemenea, tehnica face posibilă evaluarea gradului de influență a inexactităților în fabricarea modelelor asupra rezultatelor suflării lor în tuneluri de vânt.

Metoda analitică a lui Lebedev-Cernobrovkin se bazează pe legi semi-empirice obținute din analiza a numeroase date experimentale. Această metodă nu este adecvată pentru calcule științifice precise, dar poate fi utilizată în scopuri educaționale și pentru calcularea coeficienților aerodinamici într-o primă aproximare.

Lista bibliografică

1. Lebedev A.A., Chernobrovkin L.S. Dinamica zborului. - M.: Inginerie mecanică, 1973. - 615 p.: Bolnav.

2. Shalygin A.S. - Caracteristici aerodinamice aeronave... - SPb: BSTU, 2003 .-- 119 p.

3. SolidWorks - standardul mondial pentru proiectarea asistată de computer [Resursă electronică] - http://www.solidworks.ru/products/ - data tratamentului 15 noiembrie 2014

4. David Salomon. Curbe și suprafețe pentru grafică pe computer. - Springer, 2006.

5 .. B. Karpenko, S.M. Ganin "Rachete tactice pentru aviația internă" 2000

6. Sinteza controlului în sistemele de stabilizare a vehiculelor aeriene fără pilot. Manual editat de A.S. Shalygin. SPB 2005

Documente similare

    Caracteristici ale construcției profilului teoretic al NEZH utilizând maparea conformă N.Ye. Jukovski. Parametrii geometrici și rezistența aeronavei. Metodologia pentru determinarea caracteristicilor aerodinamice și a aerodinamicii.

    hârtie de termen, adăugată 19.04.2010

    Investigarea caracteristicilor de decolare și aterizare a aeronavei: determinarea dimensiunilor aripii și a unghiurilor de măturare; calculul numărului Mach critic, coeficientul aerodinamic de tracțiune, ridicarea. Construcția decolării și aterizării polare.

    hârtie pe termen adăugată la 24.07.2012

    Construcția polarului subcritic al avionului An-225. Grosimile recomandate ale secțiunilor de aripă și coadă. Calculul caracteristicilor de zbor ale unei aeronave, trasând dependența coeficientului de ridicare de unghiul de atac. Polar dump versus numărul Mach.

    termen de hârtie adăugat 17.06.2015

    Calculul rezistenței frontale a elementelor portante, a fuselajului, a nacelelor motorului și a tancurilor suspendate ale unei aeronave într-un strat limită complet turbulent. Tragerea aeronavelor versus unghiul de atac. Calculul și construcția aripii polare.

    termen de hârtie adăugat 12/03/2013

    Calculul caracteristicilor geometrice ale fuselajului aeronavei, cozii orizontale. Calculul coeficientului minim de tragere a pilonului. Caracteristicile de decolare și aterizare ale aeronavei. Construirea dependenței calității aerodinamice de unghiul de atac.

    hârtie la termen, adăugată 29/10/2012

    Dezvoltarea unui sistem de stabilizare a rachetelor. Parametrii geometrici de bază ai pieselor aeronavelor (AGM-158 Jassm). Depanarea unității de direcție. Amplitudine, caracteristici de fază. Proiectarea bancii de testare. Verificarea și calcularea puterii motorului.

    teză, adăugată 22.04.2015

    Calculul proiectării conexiunii cu flanșă a compartimentelor corpului. Unități de putere ale comenzilor aerodinamice. Proiectarea și proiectarea manetei de comandă. Încărcături de aripă și carenă. Calculul pieselor matriței pentru rezistență.

    termen de hârtie adăugat 29.01.2013

    Zborul controlat al unei aeronave. Descrierea matematică a mișcării longitudinale. Linearizarea mișcării longitudinale a aeronavei. Un model de simulare pentru un sistem liniarizat de ecuații diferențiale ale mișcării longitudinale.

    termen de hârtie adăugat 04/04/2015

    Calculul și construcția aeronavelor polare subsonice de pasageri. Determinarea coeficienților de rezistență minimă și maximă a aripii și a fuselajului. Rezumatul tragerii nocive a aeronavelor. Trasarea curbelor polare și a coeficientului de ridicare.

    hârtie de termen, adăugată 03/01/2015

    Fluxul corpului flux de aer... Aripa avionului, caracteristici geometrice, coardă aerodinamică medie, rezistență, calitate aerodinamică. Planul polar. Centrul presiunii aripii și schimbarea poziției sale în funcție de unghiul de atac.

Se ia în considerare lansarea aeriană (lansarea de pe un avion) \u200b\u200ba unui ILV cu masa de 103 tone. Catapulta trebuie să o accelereze la o viteză care să asigure racheta să părăsească aeronava fără șocuri. Racheta se mișcă pe juguri de-a lungul ghidajelor și după ce o pereche de juguri rămâne pe ghidaje, începe să dobândească o viteză unghiulară sub influența gravitației, ca urmare a căreia poate apărea o coliziune cu rampa aeronavei.

Aceasta determină limita inferioară a vitezei de ejectare: uobc\u003e 12,5 m / s.

Comparativ cu o lansare cu mortar, lansarea ILV de pe un avion folosind o catapultă are o serie de avantaje: nu există forță (val) și efect termic al gazelor fierbinți asupra aeronavei, racheta poate avea suprafețe aerodinamice, dimensiunile sistemului de lansare sunt reduse, ceea ce simplifică dispunerea sa în compartimentul de marfă, poate fi îndepărtat. racheta în orientarea corectă (cu capul spre râu). Ultimele avantaje permit folosirea vitezei aeronavei pentru a conferi rachetei o viteză inițială.

Se utilizează o schemă de catapultă cu doi cilindri de tragere. Pe baza calculelor preliminare, masa totală a părților mobile ale catapultei a fost luată egală cu 410 kg. Deoarece timpul de funcționare al acestei catapulte este mult mai lung decât cel considerat mai sus, este luată în considerare o schemă cu două GG-uri care funcționează în serie, ceea ce face posibilă schimbarea debitului de gaz într-un interval mai larg decât într-o schemă cu un GG. Având în vedere distanța mare dintre cilindrii de putere (2,5 m) și, prin urmare, lungimea mare a conductelor de conectare, schemele sunt luate în considerare cu două GG-uri care alimentează ambii cilindri de putere în serie și cu două perechi de GG-uri, fiecare pereche alimentându-și propriul cilindru. Pentru egalizarea presiunilor dintre cilindri, în acest caz, se utilizează o țeavă de legătură cu un diametru de 50 mm. Pe baza puterii rachetei și a nodurilor de susținere (elementele împotriva cărora traversează catapulta), calculele au fost efectuate pentru valorile forței totale create de catapultă: Lcat \u003d 140 t și Lcat \u003d 160 t. Rețineți că forța totală care acționează asupra aeronavei la start este mai mică decât acestea valorile după magnitudinea forței de frecare în jugurile ILV. Acest circuit utilizează un dispozitiv de frânare pneumatic. La efectuarea calculelor s-a ținut cont că în momentul declanșării catapultei, avionul face o manevră de „alunecare”. În acest caz, unghiul de pas este de 24 °, ceea ce contribuie în plus la accelerarea ILV datorită proiecției forței de greutate, iar accelerația laterală aparentă a gravitației în compartimentul de marfă este de 3 m / s2. Combustibilul balistic cu temperatură scăzută este utilizat cu o temperatură de ardere la o presiune constantă de 2200 K. Presiunea maximă din generatorul de gaz nu trebuie să depășească 200-105 Pa.

În varianta 1 cu o forță maximă de 140 de tone (o schemă cu două perechi de generatoare de gaz), după o serie de calcule preliminare, timpul de funcționare al primei camere a fost ales egal cu 0,45 s, iar diametrul orificiului duzei a fost de 27 mm. Diametrul canalelor din dame este de 4 mm, suprafața inițială de ardere a primei camere este de 0,096 m2, iar masa de încărcare este de 1,37 kg (pentru fiecare GG). Diametrul orificiului duzei din a doua cameră este de 53 mm, diametrul canalelor din dame este de 7,7 mm, aria inițială a suprafeței de ardere este de 0,365 m2, iar masa încărcăturii este de 4,95 kg. Diametrul camerei de lucru a cilindrului electric este de 225 mm, diametrul tijei este de 50 mm, traseul pistonului înainte de începerea frânării este de 5,0 m.

Accelerația maximă ILV a fost de 16,6 m / s2, viteza rachetei în momentul separării de traversă a fost de 12,7 m / s (deoarece lungimea ghidajelor la utilizarea catapultei, de regulă, este mai mare decât cursul catapultei, viteza rachetei la ieșirea din ghiduri diferă de la viteza pe care catapulta o dă rachetei). Temperatura maximă a peretelui interior al cilindrului electric este de 837 K, tija este de 558 K.

Anexa 3 oferă grafice corespunzătoare acestei opțiuni. Timpul de pornire al celui de-al doilea HG este selectat astfel încât presiunea din cilindrul de putere să rămână neschimbată. Luând în considerare răspândirea timpului de aprindere al celui de-al doilea GG în condiții reale, acesta pornește puțin mai târziu decât timpul calculat, prin urmare, curba de presiune din cilindrii de putere poate avea o scădere mică. Dacă al doilea HS este pornit mai devreme, va apărea o creștere de presiune nedorită pe curbă. În fig. A3.1 arată dependența presiunilor din generatorul de gaz, cilindrii de lucru și din camera de frânare de mișcarea părților mobile ale catapultei. Reprezentarea presiunii în funcție de traseu face posibilă evaluarea mai clară a eficienței ciclului de lucru al catapultei, deoarece munca efectuată de aceasta este proporțională cu integrala forței (presiunii) de-a lungul traseului. După cum se poate vedea din curbe, aria integrandului este aproape de maximul posibil (ținând cont de limitarea forței maxime). Utilizarea unui HG în două trepte permite viteză mare.

Pentru opțiunea 2 (o catapultă care dezvoltă un efort de 160 t), diametrul cilindrului de putere a fost mărit la 240 mm, diametrul tijei la 55 mm. După o serie de calcule preliminare, timpul de funcționare al primei camere a fost ales egal cu 0,45 s, iar diametrul orificiului duzei a fost de 28 mm. Diametrul canalelor din dame este de 4 mm, suprafața inițială de ardere este de 0,122 m2, iar masa de încărcare este de 1,43 kg (pentru fiecare GG). Diametrul deschiderii duzei a doua cameră este de 60 mm, diametrul canalelor din dame este de 7,4 mm, suprafața inițială de ardere este de 0,43 m2, iar masa de încărcare este de 5,8 kg. În același timp, accelerația maximă ILV a fost de 18,5 m / s2, viteza rachetei în momentul separării de traversă a fost de 13,4 m / s. Temperaturile maxime ale peretelui interior al cilindrului electric (850 K) și ale tijei (572 K) practic nu s-au modificat.

Apoi, luați în considerare o schemă în care ambii cilindri de putere sunt alimentați de aceleași două GG-uri declanșate succesiv. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați un colector (conductă) suficient de mare care să conecteze generatorul de gaz la buteliile de gaz. În această versiune și în versiunile ulterioare, considerăm că conducta este realizată din oțel cu rezistență crescută la căldură 12МХ, rezistență la randament 280 MPa la o temperatură de 293 K și 170 MPa la o temperatură de 873 K, care are un coeficient ridicat de conductivitate termică.

Pentru varianta 3 cu o forță de 140 de tone, se presupune că diametrul conductei de legătură este de 110 mm cu grosimea peretelui de 13 mm. Diametrul cilindrului electric, ca în versiunea 1, este de 220 mm, diametrul tijei este de 50 mm. După o serie de calcule preliminare, timpul de funcționare al primei camere a fost ales egal cu 0,46 s, iar diametrul orificiului duzei a fost de 40 mm. Diametrul canalelor din dame este de 16 mm, suprafața inițială de ardere este de 0,43 m2, iar masa de încărcare este de 4,01 kg. Diametrul orificiului duzei din a doua cameră este de 84 mm, diametrul canalelor din dame este de 8,0 mm, suprafața inițială a suprafeței de ardere este de 0,82 m2, iar masa încărcăturii este de 11,0 kg.

Accelerația maximă ILV a fost de 16,5 m / s2, viteza rachetei în momentul separării de traversă a fost de 12,65 m / s (cu 0,05 m / s mai mică decât în \u200b\u200bopțiunea 1). Temperatura maximă a peretelui interior al cilindrului electric este de 755 K, tija este de 518 K (scăzută cu 40-80 K din cauza pierderilor de căldură din conductă). Temperatura maximă a peretelui interior al conductei este de 966 K. Aceasta este o temperatură destul de ridicată, dar destul de acceptabilă, având în vedere că grosimea zonei în care rezistența la tracțiune a materialului scade semnificativ datorită încălzirii este de numai 3 mm.

Pentru varianta catapultei care dezvoltă o forță de 160 de tone (varianta 4), diametrul cilindrului electric este luat egal cu 240 mm, diametrul tijei este de 55 mm, iar diametrul conductei este de 120 mm. După o serie de calcule preliminare, timpul de funcționare al primei camere a fost ales egal cu 0,46 s, iar diametrul orificiului duzei a fost de 43 mm. Diametrul canalelor din dame este de 16 mm, suprafața inițială de ardere este de 0,515 m2, iar masa de încărcare este de 4,12 kg. Diametrul deschiderii duzei celei de-a doua camere este de 90 mm, diametrul canalelor din dame este de 7,8 mm, suprafața inițială de ardere este de 0,95 m2, iar masa de încărcare este de 12,8 kg. În același timp, accelerația maximă ILV este de 18,4 m / s2, viteza rachetei în momentul separării de traversă este de 13,39 m / s. Temperaturile maxime ale peretelui interior al cilindrului electric sunt de 767 K, tija este de 530 K. Temperatura maximă a peretelui interior al conductei este de 965 K. O scădere a diametrului conductei la 95 mm duce la o creștere a temperaturii pereților săi la 1075 K, ceea ce este încă permis.

În concluzie, să luăm în considerare influența numărului de GG-uri asupra fiabilității catapultei. Un GG cu o singură etapă va oferi fiabilitate maximă cu viteză minimă de ejectare a rachetelor. În cazul neînceperii GH, accidentul nu are loc Rata de emisie poate fi crescută prin creșterea ratei de ardere a combustibilului, indicatorul din legea combustiei, presiunea la sfârșitul operațiunii GG la 60-80 MPa (presiunea din cilindrii de putere și conducta rămâne neschimbată), diametrul conductei (volumul inițial).

GG general în două trepte are o fiabilitate mai mică, dar oferă o creștere a vitezei de ejecție a rachetei. În cazul nedeclanșării celei de-a doua etape, apare una dintre următoarele opțiuni: racheta este evacuată cu viteză redusă, excluzând utilizarea sa ulterioară, racheta atinge avionul cu consecințe minore (incapacitatea de a închide complet rampa,

imposibilitatea presurizării ulterioare a compartimentului de marfă), înclinarea sau impactul rachetei asupra aeronavei, ducând la avarii sau incendii și, în cele din urmă, la moartea aeronavei. Pentru a crește fiabilitatea pentru acest caz, pot fi luate următoarele măsuri pentru a preveni dezvoltarea mai proastă a evenimentelor, duplicarea sistemelor de lansare a generatorului principal din a doua etapă și o creștere a timpului de funcționare a generatorului principal din prima etapă (datorită căreia viteza de ieșire a rachetei când funcționează numai primul generator principal va crește atât de mult încât consecințele ne-lansării nu vor fi atât de periculoase) , schimbare în designul aeronavei, cu excepția accidentului său atunci când racheta iese la o viteză mai mică. Trebuie remarcat faptul că în opțiunile luate în considerare, atunci când este declanșat doar primul GG, viteza de ieșire a rachetelor va scădea cu 3-4 m / s.

ÎNCĂLZIRE AERODINAMICĂ

Încălzirea corpurilor care se deplasează cu viteză mare în aer sau alte gaze. A. n. - rezultatul faptului că moleculele de aer care zboară pe corp sunt inhibate în apropierea corpului. Dacă zborul se efectuează cu sunet supersonic. viteza, decelerarea are loc în primul rând în unda de șoc care apare în fața corpului. Decelerarea suplimentară a moleculelor de aer are loc direct chiar la suprafața corpului, incl. strat limită. Când fluxul moleculelor de aer este decelerat, energia mișcării lor haotice (termice) crește, adică crește temperatura gazului de pe suprafața unui corp în mișcare. Max. temp-pa, la care gazul se poate încălzi în vecinătatea unui corp în mișcare, este aproape de așa-numitul. temp-re de decelerare: T0 \u003d Tn + v2 / 2cp, unde Tn este temperatura de intrare a aerului, v este viteza de zbor a corpului, cf. capacitatea termică a gazului la constantă. presiune. De exemplu, atunci când zboară supersonic. aeronavă cu viteza sunetului de trei ori mai mare (aprox. 1 km / s), rata de decelerare pa este de aprox. 400 ° C, iar la intrarea în cosm. aparat în atmosfera Pământului din primul cosm. viteza (aproximativ 8 km / s), temperatura de frânare atinge 8000 ° C. Dacă în primul caz durează suficient. zbor, temperatura-pa a pielii aeronavei poate fi apropiată de temperatura de decelerare, apoi în al doilea caz suprafața spațiului. aparatul va începe inevitabil să se prăbușească din cauza incapacității materialelor de a rezista la temperaturi atât de ridicate.

Din zone de gaz cu o creștere. temperatura-roiul de căldură este transferată la un corp în mișcare, A. n. Există două forme de A. n. - convectivă și radiație. Încălzirea convectivă este o consecință a transferului de căldură din partea exterioară, „fierbinte” a stratului limită la suprafața corpului prin intermediul unui debarcader. conductivitatea termică și transferul de căldură atunci când se deplasează macroscopic. elemente ale mediului. Cantitativ, fluxul de căldură convectivă qk este determinat din raportul: qk \u003d a (Te-Tw), unde Te este temperatura de echilibru-pa (temperatura limitativă-pa, la care suprafața corpului s-ar putea încălzi dacă nu ar exista eliminarea energiei), Tw - temperatura reală a suprafeței și - coeficientul. transferul convectiv de căldură, în funcție de viteza și altitudinea zborului, forma și dimensiunea corpului, precum și de alți factori. Temperatura de echilibru Te este aproape de temperatura de frânare. Coef dependență. a din parametrii enumerați este determinată de regimul de curgere în stratul limită (laminar sau turbulent). În cazul unui flux turbulent, încălzirea convectivă devine mai intensă. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă debarcader. conductivitatea termică, fluctuațiile turbulente ale vitezei în stratul limită încep să joace un rol esențial în transferul de energie.

Odată cu creșterea vitezei de zbor, temperatura aerului din spatele undei de șoc și a stratului limită crește, în urma căreia are loc disocierea și ionizarea moleculelor. Atomii, ionii și electronii rezultați se difuzează într-o zonă mai rece - la suprafața corpului. Acolo are loc o reacție inversă (recombinare), care continuă cu eliberarea căldurii. Acest lucru oferă complement. contribuție la convectiv A. n.

La atingerea vitezei de zbor \u003d 5000 m / s, temp-pa din spatele undei de șoc atinge valori la care gazul începe să radieze energie. Datorită transferului radiant de energie din zone în creștere. roiul de temperatură la suprafața corpului are loc radiații. căldură. În acest caz, cel mai mare rol îl joacă radiațiile din regiunile vizibile și UV ale spectrului. Când zburați în atmosfera Pământului la viteze sub prima radiație cosmică. încălzirea este mică în comparație cu încălzirea convectivă. La al 2-lea cosm. viteza (11,2 km / s), valorile lor devin apropiate, iar la viteze de zbor de 13-15 km / s și mai mari, corespunzând întoarcerii obiectelor pe Pământ după ce au zburat către alte planete, principale. contribuția este deja adusă de radiații. căldură.

A. n. joacă un rol important în revenirea spațiului în atmosfera Pământului. dispozitive. Pentru a combate A. n. a zbura. dispozitivele sunt echipate cu oferte speciale. sisteme de protecție termică. Există metode de protecție termică active și pasive. În metodele active, un agent de răcire gazos sau lichid este furnizat cu forța la suprafața protejată și preia principalul. o parte din căldura care intră în suprafață. Lichidul de răcire gazos blochează suprafața de efectele ext. mediul înconjurător și lichidul de răcire, care formează o peliculă de protecție la suprafață, absoarbe căldura care se apropie de suprafață datorită încălzirii și evaporării filmului, precum și încălzirii ulterioare a vaporilor. În metodele pasive de protecție termică, efectul fluxului de căldură este asumat de special. mod construit extern. coajă sau specială acoperire aplicată pe bază. proiecta. Protecția termică împotriva radiațiilor se bazează pe utilizarea ca externă. înveliș de material care menține la temperaturi ridicate pax suficient mecanic putere. În acest caz, aproape tot fluxul de căldură care se apropie de suprafața unui astfel de material este re-emis în producția înconjurătoare.

Cele mai frecvente în rachete și spațiu. tehnologia a primit protecție termică folosind acoperiri distructibile, atunci când structura protejată este acoperită cu un strat special. material, o parte din care sub influența fluxului de căldură poate fi distrus ca urmare a proceselor de topire, evaporare, sublimare și chimică. reacții. În acest caz, DOS. o parte din căldura adecvată este cheltuită pentru implementarea decomp. fizice și chimice transformări. Bariere suplimentare. efectul are loc datorită suflării în ext. mediu de produse gazoase relativ reci de distrugere a materialului de protecție împotriva căldurii. Un exemplu de acoperire de protecție termică dezintegrantă este fibra de sticlă și alte materiale plastice organice. și organosilicon. lianți. Ca mijloc de protejare a aeronavelor de A. n. au folosit și compozite carbon-carbon. materiale.

  • - în planificarea urbană - coeficientul standard de presiune a vântului sau rezistența frontală a suprafeței unei structuri, clădiri sau structuri, prin care se înmulțește presiunea vântului de mare viteză pentru a obține o statică ...

    Dicționar de construcții

  • - prima instituție de cercetare din Rusia care a efectuat cercetări privind aerodinamica teoretică și experimentală ...

    Enciclopedia tehnologiei

  • - calcularea mișcării aeronavei ca punct material sub presupunerea că starea de echilibru moment este îndeplinită ...

    Enciclopedia tehnologiei

  • - un set de măsuri și metode care pun în aplicare, pe instalații și standuri experimentale sau în condiții de zbor, modelarea curenților de aer și interacțiunea curenților cu cei investigați ...

    Enciclopedia tehnologiei

  • - zona vortexului curge în spatele unei aeronave zburătoare sau a altor aeronave ...

    Enciclopedia tehnologiei

  • - o creștere a temperaturii unui corp care se deplasează cu viteză mare în aer sau alte gaze. A. i. Este rezultatul decelerării moleculelor de gaz în apropierea suprafeței corpului. Deci, la intrarea în cosmic ...

    Științele naturii. dicționar enciclopedic

  • - Forța aerodinamică și momentul ...
  • - încălzirea corpurilor care se deplasează cu viteză mare în aer sau alt gaz. A. n. - rezultatul faptului că moleculele de aer care atacă corpul sunt inhibate în apropierea corpului. Dacă zborul se face cu ...

    Marea Enciclopedie Sovietică

  • - ...

    Împreună. În afară. Luptat. Dicționar-referință

  • - ...

    Dicționar de ortografie în limba rusă

  • - AERODINAMICĂ, -și, bine. O ramură a aeromecanicii care studiază mișcarea aerului și a altor gaze și interacțiunea gazelor cu corpurile dintr-un flux ...

    Dicționarul explicativ al lui Ozhegov

  • - AERODINAMIC, aerodinamic, aerodinamic. adj. la aerodinamică ...

    Dicționarul explicativ al lui Ushakov

  • - adj aerodinamic. 1.rel. cu substantiv aerodinamica asociată cu acesta 2 ...

    Dicționarul explicativ al lui Efremova

  • - ...

    Spelling dictionary-reference

  • - aerodinamica "...

    Dicționar de ortografie rusă

  • - ...

    Forme de cuvinte

„ÎNCĂLZIRE AERODINAMICĂ” în cărți

Încălzire de înaltă frecvență

Din cartea Great Soviet Encyclopedia (YOU) a autorului TSB

Moment aerodinamic

TSB

Încălzire aerodinamică

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (AE) a autorului TSB

Încălzire dielectrică

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (DI) a autorului TSB

Încălzire prin inducție

TSB

Încălzire cu infraroșu

Din cartea Great Soviet Encyclopedia (IN) a autorului TSB

Încălzire metalică

Din cartea Marea Enciclopedie Sovietică (NA) a autorului TSB

Traseu aerodinamic

Din cartea Great Soviet Encyclopedia (SL) a autorului TSB

7.1.1. ÎNCĂLZIRE RESISTIVĂ

autor Echipa de autori

7.1.1. CALORIE REZISTIVĂ Perioada inițială. Primele experimente pe conductorii de încălzire soc electric aparțin secolului al XVIII-lea. În 1749, B. Franklin (SUA), în timp ce studia descărcarea unui borcan Leyden, a descoperit încălzirea și topirea firelor metalice și mai târziu

7.1.2. INCALZIREA ARCULUI ELECTRIC

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.1.2. INCALZIREA ARCULUI ELECTRIC Perioada initiala. În 1878-1880. V. Siemens (Anglia) a efectuat o serie de lucrări care au stat la baza creării cuptoarelor cu arc de încălzire directă și indirectă, inclusiv un cuptor cu arc monofazat cu o capacitate de 10 kg. Li s-a cerut să folosească un câmp magnetic pentru

7.1.3. ÎNCĂLZIRE CU INDUCȚIE

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.1.3. ÎNCĂLZIRE CU INDUCȚIE Perioada inițială. Încălzirea prin inducție a conductoarelor se bazează pe fenomenul fizic al inducției electromagnetice, descoperit de M. Faraday în 1831. Teoria încălzirii prin inducție a început să fie dezvoltată de O. Haviside (Anglia, 1884), S. Ferranti, S. Thompson, Eving. Lor

7.1.4. ÎNCĂLZIRE DIELECTRICĂ

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.7.5. ÎNCĂLZIRE CU PLASMĂ

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.7.5. ÎNCĂLZIRE CU PLASMĂ Perioada inițială. Începutul lucrărilor privind încălzirea cu plasmă datează din anii 1920. Termenul „plasmă” a fost introdus de I. Langmuir (SUA), iar conceptul „cvasineutral” - de W. Schottky (Germania). În 1922 H. Gerdien și A. Lotz (Germania) au efectuat experimente cu plasmă obținută la

7.1.6. ÎNCĂLZIRE ELECTRONICĂ A GRÂNII

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.1.6. ÎNCĂLZIRE ELECTRONICĂ A GRÂNII Perioada inițială Tehnologia de încălzire cu fascicul de electroni (topirea și rafinarea metalelor, prelucrarea dimensională, sudarea, tratamentul termic, acoperirea prin evaporare, tratamentul decorativ al suprafeței) se bazează pe realizările fizicii,

7.1.7. INCALZIRE LASER

Din cartea Istoria ingineriei electrice autor Echipa de autori

7.1.7. INCALZIRE LASER Perioada initiala. Laserul (prescurtare pentru Amplificarea luminii prin emisie stimulată de radiații) a fost creat în a doua jumătate a secolului XX. și a găsit o anumită aplicație în tehnologia electrică.Ideea procesului de emisie stimulată a fost exprimată de A. Einstein în 1916. În anii 1940, V.A.

Dacă încălzirea obuzelor și a rachetelor la viteze mici de zbor este redusă, atunci la viteze mari devine un obstacol serios în calea dezvoltării aeronavelor. Aceste vehicule sunt încălzite de căldura emisă de soare și de căldura emisă de motoare și echipamentele de control. În plus, se încălzesc atunci când sunt conduse în aer.

Încălzirea din mișcarea aeriană joacă rolul cel mai semnificativ, mai ales în revenirea rachetelor balistice în atmosferă. Când aeronava se mișcă în aer, căldura este generată din cauza fricțiunii aerului pe suprafața rachetei și în principal a comprimării aerului în fața corpului zburător.

După cum știți, o rachetă sovietică lansată în Oceanul Pacific a dezvoltat o viteză de peste 7200 m / s. Dacă, în timpul revenirii sale în atmosferă, această viteză ar fi fost păstrată și s-a asigurat decelerarea completă a aerului din fața rachetei, atunci, așa cum arată un calcul elementar bazat pe ecuația de conservare a energiei pentru gazele compresibile, temperatura aerului din fața rachetei ar putea crește cu aproape 26.000 °.

Cu toate acestea, să ne punem o serie de întrebări. În primul rând, aerul din fața rachetei se încălzește de fapt până la temperatura calculată ca urmare a comprimării? Răspunsul va fi nu. Teoretic, frânarea completă a aerului în fața corpului aerodinamic, care este un proiectil sau o rachetă, ar trebui să aibă loc doar într-un punct, și anume în fața vârfului nasului. Pe restul suprafeței are loc doar frânarea parțială cu aer. Prin urmare, încălzirea generală a aerului în apropierea aeronavei este mult mai mică. În plus, pe măsură ce aerul din fața rachetei se încălzește și crește în densitate, proprietățile sale termodinamice se schimbă, în special, crește capacitatea de căldură specifică și încălzirea aerului se dovedește a fi mai mică. În cele din urmă, moleculele de aer încălzite la o temperatură absolută de 2.500 - 3.000 ° încep să se "împartă" în atomi. Atomii se transformă în ioni, adică pierd electroni. Aceste procese (disociere și ionizare) iau, de asemenea, o parte din căldură, scăzând temperatura aerului.

În al doilea rând, toată căldura din aer este transferată proiectilului sau rachetei în timpul zborului său? Se pare că nu. Aerul încălzit emite multă căldură maselor de aer din jur prin transfer de căldură și radiații termice.

În al treilea rând, dacă aerul din fața corpului zburător este încălzit la o anumită temperatură, înseamnă că racheta este încălzită în același grad? De asemenea, nu. Carcasa va avea întotdeauna o temperatură mai mică decât aerul din jur.

Aeronava, simultan cu primirea căldurii, va emite căldură aerului înconjurător și se va răci din cauza radiațiilor. În general, dispozitivul se va încălzi până la o temperatură la care se va stabili un anumit echilibru termic complex.

Pentru a estima încălzirea probabilă a unui proiectil sau a unei rachete în zbor, trebuie să știm mai întâi la ce viteză și cât timp va zbura prin straturile de aer ale unei densități și temperaturi date. Când pătrundeți în atmosferă în sus, șederea unei rachete balistice într-o atmosferă relativ densă este foarte scurtă și se măsoară în secunde. Dezvoltă o viteză mare, de fapt, deja la ieșirea din atmosferă, adică acolo unde aerul este foarte rarefiat.

Toate aceste circumstanțe, luate împreună, duc la faptul că intensitatea încălzirii rachetei în timpul zborului ascendent, deși semnificativă, este destul de acceptabilă fără a lua măsuri constructive speciale.

Dificultăți semnificativ mai mari așteaptă racheta (focosul ei) la întoarcerea în atmosferă. Pe lângă sarcinile aerodinamice ridicate, aici poate apărea o așa-numită „lovitură de căldură” asociată cu o creștere rapidă a temperaturii rachetei.

Să enumerăm pe scurt câteva dintre modalitățile de combatere a încălzirii aeronavelor, prezentate în literatura străină *. În primul rând, reducerea vitezei de mișcare forțată a acestora în atmosferă (de exemplu, când racheta revine) utilizând frâne cu aer, parașute, motoare de frână etc. În al doilea rând, utilizarea materialelor refractare și rezistente la căldură pentru construcția placării. În al treilea rând, utilizarea de materiale sau acoperiri pentru înveliș, care se caracterizează printr-o emisivitate ridicată, adică capacitatea de a îndepărta mai multă căldură în spațiu. În al patrulea rând, lustruirea atentă a suprafeței, care îmbunătățește reflectivitatea acesteia. În al cincilea rând, izolația termică a principalelor unități structurale, adică reducerea ratei de încălzire prin aplicarea unui strat dintr-o substanță cu conductivitate termică scăzută la suprafață sau prin crearea unui set termoizolant stratificat poros între piei exterioare și interioare.

* (Compania aeriană nr. 2478.)

Și totuși, la viteze foarte mari, se dezvoltă temperaturi la care nici metalul, nici alte materiale nu sunt adecvate fără a lua măsuri pentru răcirea forțată a pielii. Prin urmare, a șasea modalitate este de a crea răcire forțată, care poate fi creată în diferite moduri, în funcție de scopul aeronavei.

Focosele rachetelor sunt uneori acoperite cu așa-numitele acoperiri arzătoare. O scădere a temperaturii în acest caz se realizează prin crearea straturilor de înveliș protector care sunt destinate topirii și arderii. Astfel, absorb căldura, împiedicându-l să ajungă la principalele elemente structurale. Când stratul de piele se topește sau se evaporă, se formează un strat protector în același timp, ceea ce reduce transferul de căldură către restul structurii.

Eficiența aeronavelor la nivelul actual al dezvoltării lor este direct legată de soluția problemei termice. Culmea realizărilor în această zonă au fost zborurile pe o orbită circulară cu revenirea pe Pământ a cosmonauților sovietici Yu. A. Gagarin și GS Titov.

Date de bază ale rachetelor ghidate și rachetelor străine*

Numele și țara Distanța maximă de zbor, km Altitudine maximă de zbor, km Viteza maxima Greutatea de pornire Motoare (propulsie) Dimensiuni geometrice aproximative, m Tipul de pornire Sistem de îndrumare Organele de conducere Încărcare focos (echivalent TNT) Alte date
lungime mătura maksim. diametrul recipientului
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Rachete balistice
Atlas (SUA) 10 000 până la 1.300 aproximativ 7 km / s 115 - 118 t Prima etapă - 2 motoare cu rachetă cu combustibil lichid (75 tone fiecare), a doua etapă - motor cu combustibil lichid (27 tone) 24 3 Poziții staționare la sol Combinat (comandă inerțială și radio) Camere LPRE articulate deflectabile și 2 motoare vernier Nuclear
„Titan” (SUA) 10 000 până la 1.300 aproximativ 7 km / s 93 - 99 t Prima etapă este un motor rachetă cu două camere (136 t), a doua etapă este un motor rachetă (36,6 t) 27,6 3 Poziții subterane staționare Inerțial Camere de motoare rachete fixe articulate deflectabile și 4 motoare vernier Nuclear (7 mgt) Nu a intrat în serviciu
Minuteman (SUA) 10 000 până la 1.300 aproximativ 7 km / s 34 - 36 t Prima, a doua și a treia etapă - propulsor solid 17 1,5 Poziții subterane staționare sau platforme feroviare mobile Inerțial Deflectoare în patru duze ale motorului din prima treaptă (posibil în alte trepte) Nuclear (1 mgt) Nu a intrat în serviciu
Thor (SUA) 2 775 până la 600 aproximativ 4,5 km / s 50 t O etapă - motor rachetă (68 t) 19,8 2,4 Inerțial Camere de ardere deviate de motoare cu rachetă cu propulsie lichidă și 2 motoare vernier (pentru control în secțiunea finală și stabilizarea corpului împotriva rotației) Nuclear (4 mgt) Conul nasului coboară la viteza subsonică, stabilizat de șase duze
Jupiter (SUA) 2 775 până la 600 aproximativ 4,5 km / s 50 t O etapă - motor rachetă (68 t) 18 2,6 Instalații staționare la sol Inerțial Camere de ardere deviate pentru motoare cu propulsie lichidă. Duza, alimentată de gazele de eșapament ale generatorului de gaz cu pompă turbo, acționează ca un motor vernier și stabilizează carcasa împotriva rotației Nuclear (1 mgt) Conul nasului este stabilizat de patru duze
Polaris (SUA) 2200 până la 5500 aproximativ 4 km / s 12,6 t Prima etapă este combustibil solid (45 t), a doua etapă este combustibil solid (9 t) 8,4 1,37 De la submarine la suprafață și sub apă și de la baze staționare Sistemul de ghidare a proiectilelor inerțiale și sistemul de navigație inerțial submarin Deflectoare în patru duze din prima etapă. În a doua etapă, este posibil același dispozitiv sau 4 motoare vernier Nuclear (1 mgt) Pulbere de aluminiu adăugată la combustibil
„Blue Stream” (Anglia) 4 500 până la 800 aproximativ 5,2 km / s 80 t O etapă - 2 LRE (135 t) 24 3 Instalații subterane staționare Inerțial Abaterea atât a motoarelor rachete articulate, cât și a celor două conducte ramificate pentru evacuarea gazelor de la pompa turbo Nuclear Nu a intrat în serviciu
Pershing (SUA) 480 până la 160 aproximativ 2 km / s 16 t Prima și a doua etapă - propulsor solid 12 Instalații mobile Inerțial Nuclear (1 mgt) Racheta este destinată să înlocuiască Redstone. Nu a intrat în serviciu
Redstone "SUA) 320 până la 130 aproximativ 1,7 km / s 27,7 t O etapă - motor rachetă (34 t) 19,2 3,6 1,8 Instalații mobile Inerțial Cârme aerodinamice și de gaz Nucleare sau convenționale
„Caporal” (SUA) 110 pana la 50 aproximativ 1 km / s 5 t O etapă - motor rachetă (9 t) 14 2,13 0,76 Instalații mobile Comandă inerțială și radio Cârme aerodinamice și de gaz Nucleare sau convenționale
„Sergent” (SUA) 120 pana la 50 aproximativ 1 km / s 5 t O etapă - propulsor solid (22,7 t) 10,4 1,8 0,7 Instalații mobile Inerțial Cârme aerodinamice și de gaz Nucleare sau convenționale Racheta este destinată înlocuirii caporalului. Nu a intrat în serviciu
„Honest John” (SUA) 27 la 10 aproximativ 0,55 km / s 2,7 t O etapă - propulsor solid 8,3 2,77 0,584 Lansator autopropulsat transportat cu elicopterul Instalarea cadrului de lansare în azimut și elevație. Stabilizarea rotațională Rotire cu patru motoare mici și chile înclinate Nucleare sau convenționale
„Micul Ioan” (SUA) 16 Supersonic 0,36 t O etapă - propulsor solid 4,422 0,584 0,318 Lansator ușor transportat cu elicopterul Înclinarea suprafețelor de control cruciform Instalarea cadrului de lansare în azimut și elevație. Girostabilizare Nucleare sau convenționale
„GAM - 87 A” (SUA) 1600 până la 250 - 300 aproximativ 4 km / s 9 t Un propulsor solid De la avioane precum B-47, B-52 și B-58A Inerțial Deflector cu jet Nuclear (4 mgt) Rachete balistice pentru aeronave. Nu a intrat în serviciu
II. Rachete de croazieră
„Snark” (SUA) 10 000 de la 300 la 15 200 m 990 km / h 28,2 t Două propulsori solizi de pornire (59 de tone fiecare), un motor turboreactor principal (5,9 tone) 21 12,9 Lansator mobil Inerțial cu un corector astronomic al unei platforme giroscopice Deflectoare cu jet ale motoarelor de pornire (în timpul accelerației), elevonilor (în zbor) Nuclear (până la 20 mgt)
„Matador” (SUA) 800 (limitat de capacitățile de direcționare) 11.000 m 965 km / h 5,44 t (fără pornirea motorului) Un propulsor solid de pornire (23 t), un motor turboreactor principal (2 t) 12,1 8,87 1,37 Lansator mobil La modificarea TM-61A - comandă radio. Pe TM-61S - sistem suplimentar de navigație radio hiperbolică „Shanikl” Stabilizator controlabil, plăci de deviere pe suprafața superioară a aripii Nucleare sau convenționale
„Mace” (SUA) 1000 de la 300 la 12.200 m 1050 km / h 6,36 t (fără pornirea motorului) Un propulsor solid de pornire (45,4 t), un motor turboreactor principal (2,36 t) 13,42 7,09 Lansator mobil Cu privire la modificarea TM-76A - sistemul de ghidare Atran, care reproduce o hartă radar a zonei, care este comparată cu harta de la bord. Pe TM-76V - inerțial Stabilizator de direcție, volan Turnuri, elere Nuclear
„Lacrosse” (SUA) 32 (limitat de gama sistemului de ghidare) Transonic 1 t Un propulsor solid 5,86 2,7 0,52 Comandă radio Unitate de coadă cruciformă mobilă Nucleare sau convenționale
„Kasser” (Franța) 90 În funcție de teren 970 km / s 1 t Două propulsori solizi de pornire, un sustinător ramjet 3,5 3 Lansator autopropulsat Comandă radio Eleronele, elevioanele și chiliile cu aripi cu cârme Ca de obicei
III. Rachete antiaeriene
Beaumark (SUA) 400 20 M \u003d 2,5 ** 6,8 t Un motor rachetă de pornire sau un motor cu propulsie solidă (15,9 t), două motoare ramjet sustainer (10,4 t) 15 5,54 0,88 Baze staționare de apărare aeriană În etapa inițială - conform comenzilor sistemului Sage. În ultima etapă, acționare radar activă Devierea motorului de pornire articulat, a elevatorului, a cârmei și a aleronelor Nucleare sau convenționale Pornește vertical
Nika-Ajax (SUA) 40 20 M \u003d 2,5 1 040 kg, 500 kg fără motor de pornire Un motor cu propulsie solidă de pornire, un motor cu rachetă de susținere (1,18 t) 10,8; 6.4 fără pornirea motorului 1,6 0,305 Baze staționare de apărare aeriană Radar de comandă Trei focoase cu cioburi
„Nika-Hercules” (SUA) 120 30 M \u003d 3,3 4 500 kg, 2 250 kg fără motor de pornire Un motor de rachetă cu patru camere de pornire (sau motor de rachetă cu propulsor solid), un propulsor solid de susținere 12.124; 8.159 fără motor de pornire 2,286 0,8 Baze staționare de apărare aeriană Radar de comandă Suprafețele de control de pe marginile din spate ale aripii cruciforme Convențional sau nuclear
Nika-Zeus (SUA) până la 320 M \u003d 5-7 9,1 t Un propulsor solid de pornire (200 t), un propulsor solid de susținere cincisprezece; 9 fără pornire, motor Bazele de apărare aeriană staționare subterane Radar de comandă și reglarea țintei Nuclear In dezvoltare
„Tartar” (SUA) 16 M \u003d 2,5 680 kg 4,6 1,04 De la nave de suprafață Prin fascicul radar și sistem de acționare semiactiv în ultima etapă Ca de obicei Nu a intrat în serviciu
Talos (SUA) 100 M \u003d 2,5 3.175 kg, 1.400 kg fără motor de pornire Un propulsor solid de pornire, un sustinator ramjet 9.3; 6.25 (fără motor de pornire) 2,84 0,76 De la crucișătoare Prin fascicul radar și sistem de acționare radar semiactiv în ultima etapă (pentru rachete cu explozivi convenționali) Convențional sau nuclear În cazul unei încărcări nucleare, nu există nicio acțiune. Un crucișător Galveston este înarmat cu rachete Talos
„Terrier” (SUA) 16 M \u003d 2,5 1 300 kg, 500 kg fără motor de pornire Un propulsor solid de pornire, un propulsor solid de susținere 8,05; 4.5 (fără motor de pornire) 1,17 0,33 De la crucișătoare, distrugătoare și instalații de coastă Prin fascicul radar Aripă cruciformă mobilă Ca de obicei
Hawk (SUA) 35 de la 30 la 115 00 m M \u003d 2 579 kg O rachetă solidă cu propulsor cu etape de pornire și de susținere 5,11 1,245 0,356 De la unități mobile transportate cu avioane și elicoptere Sistem de comandă a radarului de comandă și a radarului semi-activ Cârmele de pe marginile din spate ale aripii cruciforme Ca de obicei Racheta este concepută pentru a combate aeronavele cu zbor redus
"Bloodhound" Mk-1 (Anglia) Câteva zeci de kilometri M \u003d 2 2.000 kg, 1135 kg fără motoare de pornire Patru propulsori solizi de pornire, două motoare ramjet sustainer 7,7; 6,77 (cu excepția motoarelor de pornire) 2,869 0,546 Baza de apărare aeriană staționară Rotația platformei de lansare în azimut și înălțime și sistem de acționare radar semi-activ Devierea separată sau simultană a aripilor mobile Ca de obicei
Red Eye (SUA) 3 5 kg 1,14 0,075 Acoperire cu infraroșu Ca de obicei Conceput pentru a apăra trupele pe câmpul de luptă de avioanele cu zbor redus
IV. Cochilii antitanc
Vigilent (Anglia) 1,6 560 km / h 12 Kg Un motor rachetă solid cu două trepte de împingere 0,9 0,279 0,114 Instalare portabilă Birou prin cablu Suprafețele de control de pe marginile din spate ale aripii cruce Proiectilul se rotește încet în zbor Sarcină de perforare a armurii Nu a intrat în serviciu
„Pye” R. V. (Anglia) 1,6 Un motor rachetă solid cu două trepte de împingere 1,524 0,71 0,152 De la instalațiile vehiculului sau de la sol Birou prin cablu Devierea jetului Sarcină de perforare a armurii Nu a intrat în serviciu
S. S. 10 "Nord" (Franța) 1,6 290 km / h 15 Kg Un motor rachetă solid cu două trepte de împingere 0,86 0,75 0,165 De la instalații auto, elicoptere și avioane Birou prin cablu Spoilere vibrante pe marginile din spate ale aripii cruciforme Sarcină de perforare a armurii (pentru armuri de până la 400 mm)
S. S. 11 "Nord" (Franța) 3,5 până la 700 km / h 29 kg Un motor rachetă solid cu două trepte de împingere 1,16 0,5 0,165 De la sol, mașini, elicoptere și avioane Birou prin cablu Deflector cu jet de evacuare din a doua etapă vibrant, creând asimetrie de împingere în direcția dorită. Proiectilul se rotește încet în zbor Sarcină de perforare a armurii (pentru armură de până la 510 mm)
Davy Crockett (SUA) 3,2 Un propulsor solid 1,5 0,15 Cu instalare manuală de bazooka Nuclear (mai puțin de 1 kt) Nu a intrat în serviciu
V. Proiectile aeronavelor
Hound Dog (SUA) aproximativ 500 km 18.000 m 2125 km / h 4500 kg Un motor turboreactor (3,4 t) 12,8 3,66 De la bombardierele strategice B-52S și B-52H Inerțial Suprafețe de control al arcului (model de rață), aleron și cârmă Nuclear (2 mgt)
Bulpup (SUA) 8 (depinde de vizibilitatea proiectilului și a țintei) 2 250 km / h 260 kg 3,4 1,1 0,3 De la avioane de transport sau tactice Prin comenzi radio de la un avion atunci când observați vizual un proiectil de către trasoare Suprafețe de control al arcului (model de rață) Ca de obicei
Quayle (SUA) 320 Altitudinea este egală cu altitudinea de zbor a aeronavei purtătoare 966 km / h 500 Kg Un motor turboreactor (1,1 t) 4,04 1,68 De la bombardierele strategice B-47 și B-52 Prin comenzi radio de la un avion sau folosind un pilot automat cu un program preliminar Cârme și elevii Nu Proiectilul este un purtător de echipamente pentru blocare. Nu a intrat în serviciu
„Blue Steel” (Anglia) aproximativ 600 De la mic la 27 km 1.700 km / h (când scufundați M-2 și mai mult) 6 800 kg Un motor rachetă cu două camere (8 t) 11 4,1 De la bombardierele Victor și Vulcan Inerțial Suprafețele de control al arcului, aleronele și cârma Nuclear Nu a intrat în serviciu
Vi. Air Shells de luptă
Eagle (SUA) 50 - 160 (conform altor surse - 320) M \u003d 3 900 kg Un motor rachetă sau propulsor solid 4,5 0,35 Dintr-un avion de luptă subsonic (tip Missailier) Telecontrol radar de la un avion de transport sau de la sol. La ultima etapă (de la 16 km) - acționare radar activă Nuclear Nu a intrat în serviciu
Falcon (SUA) 8 M \u003d 2,5 68 kg Un propulsor solid 2,17 0,66 0,164 Din avioane de luptă Modificarea GAR-3 este un sistem de acționare radar semi-activ. GAR-4- Suprafețele de control la marginea din spate a aripii cruciforme Ca de obicei
Sidewinder (SUA) 5 (depinde de condițiile meteorologice) M \u003d 2,5 70 kg Un propulsor solid 2,87 0,508 0,122 Din avioane de luptă Sistem de reglare în infraroșu Suprafețe de control în formă de cruce în arc (model de rață) Ca de obicei
Sparrow (SUA) 8 M \u003d 2,3 172 kg Un motor rachetă (pre-echipat) 3,6 1,0 0,228 De la luptători pe bază de transportatori Sistem semi-activ de radare Penajul cruciform Ca de obicei
Firestreak (Anglia) 6,4 15 000 M \u003d 2 136 kg Un propulsor solid 3,182 0,747 0,22 Din avioane de luptă Sistem de reglare în infraroșu Suprafețe de direcție cruciforme În secțiunea cozii Ca de obicei
"A. A. 20" (Franța) 4 M \u003d 1,7 134 kg, 144 kg (proiectil împotriva țintelor solului) Un motor rachetă solid cu două trepte de împingere 2,6 0,8 0,25 Din avioane de luptă Sistem de ghidare comandă radio (pilotul vede proiectilul pe trasoare) Deflectoare de șiruri de reacție vibrante pentru tracțiune asimetrică Ca de obicei În zbor, proiectilul se rotește

* (Datele date sunt împrumutate de la presa străină (în principal din „Zborul” nr. 2602 și 2643). Blankurile nu indică informații publicate.)

Încălzirea aerodinamică a structurii rachetei

Încălzirea suprafeței unei rachete în timpul mișcării acesteia în straturi dense ale atmosferei la viteză mare. UN. - rezultatul faptului că moleculele de aer care atacă racheta sunt decelerate în apropierea corpului său. În acest caz, are loc tranziția energiei cinetice a mișcării relative a particulelor de aer la energia termică.

Dacă zborul este la viteză supersonică, frânarea are loc în principal în unda de șoc care are loc în fața conului nasului rachetei. Decelerarea suplimentară a moleculelor de aer are loc direct chiar la suprafața rachetei, incl. strat limită. Când moleculele de aer sunt decelerate, energia lor termică crește; temperatura gazului de lângă suprafață crește. Temperatura maximă la care poate fi încălzit gazul din stratul limită al unei rachete în mișcare este aproape de așa-numita. temperatura de frânare: T0 \u003d Тн + v2 / 2cp, unde Тн este temperatura aerului de intrare; v este viteza de zbor a rachetei; cp - capacitatea termică specifică a aerului la presiune constantă.

Din zonele de gaz cu o temperatură crescută, căldura este transferată către o rachetă în mișcare, A.N. Există două forme de A. n. - convectiv și radiații. Încălzirea convectivă este o consecință a transferului de căldură din partea exterioară, „fierbinte” a stratului limită către corpul rachetei. Cantitativ, fluxul specific de căldură convectivă este determinat din raportul: qk \u003d? (Te - Tw), unde Te este temperatura de echilibru (temperatura de recuperare este temperatura limitativă la care suprafața rachetei s-ar putea încălzi dacă nu a existat eliminarea energiei); Tw este temperatura reală a suprafeței; ? - coeficientul de transfer de căldură al transferului de căldură convectiv, în funcție de viteza și altitudinea zborului, forma și dimensiunea rachetei, precum și alți factori.

Temperatura de echilibru este aproape de temperatura de stagnare. Tipul dependenței de coeficient? din parametrii enumerați este determinată de regimul de curgere în stratul limită (laminar sau turbulent). În cazul unui flux turbulent, încălzirea convectivă devine mai intensă. Acest lucru se datorează faptului că, pe lângă conductivitatea termică moleculară, fluctuațiile turbulente ale vitezei în stratul limită încep să joace un rol important în transferul de energie.

Pe măsură ce viteza de zbor crește, temperatura aerului în spatele undei de șoc și în stratul limită crește, ca urmare a căreia are loc disocierea și ionizarea moleculelor. Atomii, ionii și electronii rezultați se difuzează într-o regiune mai rece - la suprafața corpului. Acolo are loc o reacție inversă (recombinare), care are loc și cu eliberarea căldurii. Acest lucru oferă o contribuție suplimentară la convectiv.

Când se atinge o viteză de zbor de aproximativ 5 km / s, temperatura din spatele undei de șoc atinge valori la care aerul începe să radieze. Datorită transferului radiant de energie din zonele cu temperaturi ridicate la suprafața rachetei, are loc încălzirea radiației sale. În acest caz, cel mai mare rol îl joacă radiațiile din regiunile vizibile și ultraviolete ale spectrului. Când zburați în atmosfera Pământului la viteze mai mici decât prima viteză cosmică (8,1 km / s), încălzirea prin radiație este mică în comparație cu încălzirea convectivă. La a doua viteză cosmică (11,2 km / s), valorile lor devin apropiate, iar la viteze de zbor de 13-15 km / s și mai mari, corespunzătoare întoarcerii pe Pământ, contribuția principală este adusă de încălzirea radiației, intensitatea acesteia este determinată de radiația specifică (radiantă) flux de căldură: ql \u003d? ? 0 Te4, unde? - gradul de negru al corpului rachetei; ? 0 \u003d 5.67.10-8 W / (m2.K4) - emisivitatea unui corp absolut negru.

Un caz particular al lui A.N. este încălzirea unei rachete care se deplasează în atmosfera superioară, unde regimul de curgere este liber-molecular, adică calea liberă medie a moleculelor de aer este proporțională sau chiar depășește dimensiunile rachetei.

Rolul deosebit de important al lui A.N. joacă în timpul revenirii în atmosfera Pământului a navei spațiale și a echipamentului de luptă al rachetelor balistice ghidate. Pentru a combate A.N. navele spațiale și elementele echipamentului de luptă sunt furnizate cu sisteme speciale de protecție termică.

Lit.: Lvov A.I. Proiectarea, rezistența și calculul sistemelor de rachete. Tutorial. - M.: Academia Militară. F.E. Dzerzhinsky, 1980; Bazele transferului de căldură în tehnologia aviației și a rachetelor. - M., 1960; Dorrens W.H., Fluxuri de gaze vâscoase hipersonice. Pe. din engleza. - M., 1966; Zeldovich Ya.B., Raizer Yu.P., Fizica undelor de șoc și a fenomenelor hidrodinamice la temperatură înaltă, ediția a II-a. - M., 1966.

Norenko A.Yu.

Enciclopedia forțelor strategice de rachetă. 2013 .

Articole similare

2020 choosevoice.ru. Treaba mea. Contabilitate. Povesti de succes. Idei. Calculatoare. Revistă.