第五章 旋成体空气动力学..ppt

第5章 旋成体空气动力学 Cx1= Cx1p+ Cx1f+ Cx1d 式中：Cx1p取决于沿弹体四周侧面的压强； Cx1f 取决于沿弹体四周侧面的切向应力； Cx1d 取决于弹体底部压强。 ds微元上作用的剩余压力为 (p-p∞)ds =(p-p∞)r dθdl 把ds面积上剩余压力向x1轴投影得轴向力微元值为 dXlp= (p-p∞)r dθdlsinβ =( p-p∞)r dθdr 对全弹积分，并考虑到左右对称性，则有 同样取微元面积ds=r dθdl ，ds微元上作用的剪切力为τds ，把ds面上剪切力向x1轴向投影为 二、法向力系数Cy1 Cy1= Cy1p+ Cy1f 式中: Cy1p 取决于沿弹体四周侧面的压强； Cy1f 取决于气流粘性。 2、Cy1f的表达式 微元面积ds上作用的剪切力为τds，把ds面上剪切方向 投影，得 故 Cy1f=0 研究表明：当弹体长径比很大时，气流粘性对法向力的影响很大，而且这个影响还随着迎角α的增大而增大。这主要是因为弹体长径比增大时，弹体上表面出现较大的附面层分离区。在弹体长径比不太大，以及小迎角情况，系数Cy1f值较小，因而Cy1≈Cy1f 。 三、俯仰力矩系数mz1 mz1= mz1p+ mz1f 式中mz1p取决于沿弹体表面的压强， mz1f 取决于气流粘性。 1、mz1p的表达式 作用在微元面积ds上作用的剩余压力所产生的力矩微元，即dX1p和dY1p 对顶点的力矩之和。即 2. mz1f 的表达式 微元面积ds上作用的剪切力所产生的力矩微元为 对全弹积分，得 * * 5.1 旋成体基本概念和绕流图画 一、旋成体的几何参数及外形 弹丸和火箭的弹体形状一般是由一条母线(直线或曲线)绕对称轴旋转而成的，这样的物体称为旋成体。包括对称轴的任一平面称为旋成体的子午面，母线就是旋成体与任一子午线的交线。因此，在任一子午面上旋成体的边界形状都相同。常用的旋成体一般由三部分组成：削尖的弹头部，延伸的圆柱部，收缩（或扩张）的弹尾部。为分析方便，对旋成体常采用柱坐标，如图5-1所示。 5.1 旋成体基本概念和绕流图画 组成旋成体的几何参数有如下一些量： Dm——旋成体最大直径; Dd——旋成体底截面直径； Ln——弹头部长度； Lc——圆柱部长度； Lt——弹尾部长度； Lb——旋成体总长度； β0——弹头部头顶部； βt——弹尾部收缩角； 为旋成体长径比，相应的有 、 、 分别表示弹头部、圆柱部和弹尾部的长径比。 为旋成体收缩比。 除上述几何参数外，还有两个主要的无量纲量： 5.1 旋成体基本概念和绕流图画 (一)弹头部 自弹顶点到最大截面之间的部分，其长度以Ln表示。母线方程的一般形式为 或 其中 常见的弹头部形状有以下几种： 1、尖拱形 母线为一段圆弧，该圆弧可以同圆柱部母线平滑相切，也可以在接合部具有一不大的折转角。前者称相切尖拱形，后者称为相割尖拱形，如图5-2所示。 5.1 旋成体基本概念和绕流图画 相切尖拱形的母线方程为 (5-1) 式中 分别为当地半径与最大截面半径之比、所研究截面的当地相对坐标、尖