Введение к работе
Актуальность темы. Улучшение аэродинамических характеристик летательных аппаратов является важнейшей научной и технической задачей. Одним из способов изменения характеристик ЛА является организация энерговыделения.в потоке газа вблизи поверхности тел, что позволяет создавать зоны поваленного и пониженного давления. При соответствующем расположении этих зон может быть снижено лобовое сопротивление (и даже получена тяга), увеличена подъемная сила, а также могут возникать управлявдие усилия. До недавнего времени в основном рассматривались течения с подводом тепла вблизи кормовой части корпуса летательного аппарата. Однако оказалось, что в ряде случаев способ снижения сопротивления при помощи подвода тепла перед телом является более эффективным. В настоящей работе в основном рассматриваются течения с подводом энергии перед летательным аппаратом.
Цель работы состояла в исследовании влияния подвода энергии в сверхзвуковой поток на аэродинамические характеристики быстро летящих тел. Изучалось влияние параметров энергоподвода на величину снижения лобового сопротивления острого конуса и увеличение подъемной силы тонких крыловых профилей, установленных под малыми углами атаки. В качестве параметров энергоподвода рассматривались интенсивность, форма и относительное расположение источника энергии, а также отношение величины подводимой энергии к энергии набегающего потока.
Научная новизна работы состоит в следующем:
- в рамках линейной теории получено решение задачи о
4 сверхзвуковом обтекании цилиндрической области энерговыделения;
численно исследовано сверхзвуковое обтекание острых конусов и плоских профилей при наличии в потоке источника энергии с гауссовским распределением плотности энергоподвода;
исследована зависимость снижения лобового сопротивления острых конусов от интенсивности энерголодвода, размеров, формы и расположения области энерговыделения, длины и угла полураствора'конуса, а также числа Маха набегающего потока;
исследована зависимость направления и величины дополнительной силы, возникающей в результате подвода энергии и действующей на профиль, от расположения и интенсивности источника энергии;
установлено, что при сверхзвуковом обтекании плоского профиля подвод энергии к потоку при малых углах атаки дает большее увеличение подъемной силы;
установлено, что существует минимальное количество подведенной энергии-, вызывающее наибольшее изменение аэродинамических характеристик (при условии, что поток остается сверхзвуковым);
разработан аналог неявной монотонной схемы С.К. Годунова повышенного порядка точности для расчета стационарных
-сверхзвуковых течений.
Практическая ценность.
Результаты работы могут быть использованы для разработки рекомендаций по выбору параметров внешнего электромагнитного излучения для эффективного изменения аэродинамических
характеристик летательных аппаратов.
Апробация работы.
Основные результаты, изложенные в диссертации, докладывались и получили положительную оценку на конференциях и семинарах: на третьем Российско-Японском симпозиуме по вычислительной аэрогидродинамике (г. Владивосток, 1992); на втором Всероссийском семинаре по динамике пространственных и неравновесных течений (г. Миасс, 1993); на Международном совещании-семинаре "Сопряженные задачи физической механики'и экология" (г. Томск, 1994); на Всероссийском семинаре под руководством В.А. Левина, С.А. Лосева, А.И. Осипова (Институт Механики МГУ); на семинаре под руководством И.Д. Софро-нова (ВНИИЭФ, г. Арзамас-16).
Публикации
По результатам диссертации опубликовано 9 работ.
Структура и объем диссертации.