Звездообразный наконечник ведерникова

 

Изобретение относится к авиационнокосмической технике, а точнее к носовым частям летательных аппаратов, к устройствам улучшения их аэродинамических характеристик при сверхи дозвуковых скоростях полета. Целью изобретения является уменьшение аэродинамического сопротивления. Наконечник состоит из конуса, выполненного усеченным с секущей плоскостью и с установленными на его боковой поверхности пластинами, заостренными по передним и боковым кромкам, Радиус окружности в секущей плоскости равен отношению квадрата радиуса основания конуса к его длине, умноженному на коэффициент, изменяющийся от 0,15 до 0,25 при сверхзвуковом или от 0,1 до 0,02 при дозвуковом обтекании, и с осевым отверстием с радиусом, равным 0,1-0,4 радиуса окружности в секущей плоскости . Угол наклона пластин относительно образующих конуса составляет от 38 до 42°. При угле наклона осей усеченного конуса от О до 5й к перпендикуляру, проведенному из центра основания конуса, или при угле наклона секущей плоскости к основанию конуса от 45 до 90°, угол наклона пластин -относительно указанного перпендикуляра составляет 90°. 3 з. п. ф-лы, 4 ил. сл С

COIO3 СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ

1 (21) 4857165/23 (22) 03.08.90 (46) 15.12.92, Бюл. 1Ф 46 (71) Институт теоретической и прикладной механики СО АН. СССР (72) Ю.А, Ведерников (73) Институт теоретической и прикладной механики СО АН СССР (56) Ведерников Ю.А. и др. Поиск рациональных форм пространственных. проникателей. Изв. СО АН СССР, Серия техн, наук, 1983, N -13, вып. 3.

Авторское свидетельство СССР

N 586615,, кл,,В 64 С 23/00, 1976. (54) ЗВЕЗДООБРАЗНЫЙ НАКОНЕЧНИК

ВЕДЕРНИКОВА (57) Изобретение относится к авиационно-. космической технике, а точнее к носовым частям летательных аппаратов, к устройствам улучшения их аэродинамических характеристик при сверх- и дозвуковых скоростях полета, Целью изобретения является уменьИзобретение относится к авиационнокосмической технике, а точнее, к носовым частям летательных аппаратов, к устройствам улучшения их аэродинамических характеристик при сверх- и дозвуковых скоростях . полета, Известны наконечники со звездообразным поперечным сечением, обеспечивающие при сверхзвуковых скоростях уменьшение полного аэродинамического сопротивления

Ilo отношению к равнообъемным конусам, Все они имеют заостренные вершины, не позволяющие реализовать преимущест„, БЦ„„1782219 АЗ (я)5 В 64 С 23/00, G 01 М 9/00 шение аэродинамического сопротивления, Наконечник состоит из конуса, выполненного усеченным с секущей плоскостью и с установленными íà его боковой поверхности пластинами, заостренными по передним и боковым кромкам, Радиус окружности в секущей плоскости равен отношению квадрата радиуса основания конуса к его длине, умноженному на коэффициент, изменяющийся от 0,15 до 0,25 при сверхзвуковом или от 0,1 до 0,02 при дозвуковом обтекании, и с осевым отверстием с радиусом, равнь м

0,1 — 0,4 радиуса окружности в секущей плоскости. Угол наклона пластин относительно образующих конуса составляет от 38 до 42 .

При угле наклона осей усеченного конуса от

0 до 5 к перпендикуляру, проведенному из центра основания конуса, или при угле наклона секущей плоскости к основанию конуса от 45 до 90О, угол наклона пластин относительно указан ного перпендикуляра составляет 90О, 3 з, и, ф-лы, 4 ил, ва по сопротивлению от рационального за- 4 тупления (усечения) вершины. О

Наиболее близким по технической сущности является обтекатель, представляю- щий собой пластины, установленные на боковой поверхности конуса звездообразно и с наклоном относительно образующих конуса, заостренные по передним и боковым кромкам.

Отмеченные пластины разбивают в сверхзвуковом полете ударную волну около тела вращения на систему слабых скачков уплотнения, присоединенных к передним

1782219

50 кромкам пластин, и обеспечивают вследствие этого снижение аэродинамического со противления обтекателя в сравнении с эквивалентным по удлинению конусом.

Однако выбранный прототип, как и аналоги, не использует возможностей уменьшения сопротивления за счет выбора оптимального затупления (усечения) вершины койуса при движении его со сверх- и дозвуковыми скоростями. Кроме того, у него не реализуется управление пограничным слоем с помощью волнистой образующей конуса, Так же не использован пульсационный режим обтекания, знаменитой трубки Гартмана. Целью изобретения является уменьшение аэродинамического сопротивления.

Цель достигается тем, что в звездообразном наконечнике, содержащем пластины, установленные на боковой поверхности конуса звездообразно и с наклоном относительно образующих конуса, заостренные по передним и боковым кромкам, конус выполнен усеченным с радиусом окружности в секущей плоскости, равным отношению квадрата радиуса основания конуса к его длине, умноженному на коэффициент, изменяющийся от 0,15 до 0,25 при сверхзвуковом или от 0,1 до 0,2 при дозвуковом обтекании, и с осевым отверстием с радиусом, равным 0,1-0,4 радиуса окружности в секущей плоскости, причем угол наклона пластин относительно образующих конуса составляет от 38 до 42 . При угле наклона оси усеченного конуса от О до 5 относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса, или при угле наклона секущей плоскости к основанию конуса от 45 до 90, угол наклона пластин относител ьно указа н ного перпендикуляра составляет 90 .

Цель достигается также тем, что боковая поверхность конуса выполнена с тороидальными выступами с радиусом равным

0,05 — 0,1 радиуса основания конуса и с кольцевыми канавками между ними шириной О—

0,2 радиуса тороидального выступа. Кроме того, боковая поверхность конуса выполнена с дрена>кными отверстиями, расположенными концентрично у основания конуса, с радиусом равным 0,05 — 0,1 радиуса основания конуса при расстояниях между центрами отверстий в продольном и поперечном направлениях, относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса, соответственно от 0,1 до

0,15 и от 0,15 до 0,35 диаметра основания конуса.

На фиг. 1 (а, б, в, г, д) изображены возможные варианты исполнения звездообразного наконечника; на фиг, 2 — сечение

A-А на фиг. 1а; на фиг, 3 — сечение Б-Б на фиг, 1в; на фиг, 4 — сечение В-В на фиг, 1д, Наконечник состоит из конуса 1, выполненного усеченным, с секущей плоскостью

2, с установленными HG его боковой поверхности пластин 3, заостренных по передним и боковым кромкам с углами заострения 4.

Конус также выполнен с осевым отверстием

5 и имеет в основании цилиндрическую часть 6. Радиус окружности ro в секущей плоскости 2 равен отношению квадрата радиуса основания конуса r«>i к его.длине !к, умно>кенному на коэффициент, изменяющийся от 0,15 до 0,25 при сверхзвуковом обтекании и от 0,1 до 0,2 при дозвуковом обтекании, Пластины 3 установлены на Goковой поверхности конуса 1 с углом наклона я пластин 3 относительно образующих конуса 1„равным от 38 до 42 (фиг. 1а). При угле наклона а оси усеченного конуса 1 от

О до 5 относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса 1, или при угле наклона секущей плоскости к основанию конуса 1 от 45 до 90 угол наклона я пластин 3 составляет 90 относи-, тельно указанного перпендикуляра (фиг. 16 и в), Радиус гт тороидальных выступов равен 0,05 — 0,1 радиуса основания конуса г«н,, а ширина кольцевых канавок между ними !к составляет Π— 0,2 радиуса тороидального выступа rT (фиг. 1г). Дренажные отверстия выполнены с радиусом равным 0,05—

0,1 радиуса основания конуса rocH, Расстояния между центрами отверстий в продольном (я и поперечном g направлениях относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса, равны соответственно от 0,1 до 0,15 и от 0,15 до 0,35 диаметра основания конуса госн, В результате проведенных экспериментов было установлено, что за счет выбора оптимального затупления (положения и размеров секцией плоскости) достигается интегральное уменьшение угла наклона конической поверхности к потоку и обеспечивается образование системы скачков уплотнения меньшей интенсивности. При этом, отошедшая от плоского затупления удаоная волна обтекает фиктивное тело большей, чем у звездообразного неусеченного наконечника, длины. Причем, это обтекание происходит с пульсациями потока, Для обеспечения устойчивого пульсационного обтекания просверливается отверстие на глубину носика и вводится незначительная, а симметрично конструкции наконечника. Кроме того, ударная волна около конуса

cтороидальными выступами разбивается на

1782219 систему подскачков уплотнения, предрасположенную к пульсационному обтеканию, Дренажные отверстия у основания конуса обеспечивают циклическое отсасывание воздуха. 5

Испытание звездообразных усеченных наконечников показали уменьшение их аэродинамического сопротивления по сравнению с эквивалентными неусеченными конусами более, чем в 1,7 раза при 10 сверхзвуковых и в 1,2 раза при дозвуковых скоростях е.

Формула изобретения

1. Звездообразный наконечник, садер- 15 жащий пластины, установленные на боковой поверхности конуса звездообразно и с наклонам относителbíо образующих конуса, заостренные по передним и боковым кромкам, отл и ч а ю щи и с я тем, что, с 20 целью уменьшения аэродинамического сопротивления, конус выполнен усеченным с радиусом окружности в секущей плоскости, равным отношению квадрата радиуса основания конуса к его длине, умноженному на 25 коэффициент, изменяющийся от 0,15 до

0,25 при сверхзвуковом или от 0,1 до 0,2 при дозвуковом обтекании, и с осевым отверстием 0,1 — 0,4 радиуса окру>кности в секущей плоскости, причем угол наклона пластин относительно образующих конуса составляет 38 — 42, 2. Наконечник по и, 1, о т л и ч а ю щи йс я тем, что угол наклона пластин составляет 90 относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса, при угле наклона оси усеченного конуса 0 — 5 относительно указанного перпендикуляра или при угле наклона секущей плоскости 45 — 90 к основанию конуса, 3. Наконечник по пп. 1 и 2, о т л и ч а!Ошийся тем, что боковая поверхность конуса выполнена с тороидальными выступами с радиусом 0,05 — 0,1 радиуса основания конуса и с кольцевыми канавками между ними шириной 0 — 0,2 радиуса тороидального выступа.

4. Наконечник по пп. 1 и 2, о т л и ч а юшийся тем, что боковая поверхность конуса выполнена с дренажными отверстиями, располо>кенными концентрично у основания конуса, с радиусом 0,05 — 0,1 радиуса основания конуса при расстояниях между центрами отверстий в продоль:- ом и поперечном направлениях относительно перпендикуляра, проведенного из центра основания конуса, соответственно 0,1 — 0,15 и 0,15 — 0,35 диаметра основания конуса.

1782219

Фиг./(Э) Составитель С.Трундаева

Техред M,Ìîðãåûòàë Корректор A. Мотыль

Редактор

Заказ 4287 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101