Научная статья на тему 'Выбор формы представления аэродинамических характеристик демпфирования летательного аппарата'

Выбор формы представления аэродинамических характеристик демпфирования летательного аппарата Текст научной статьи по специальности «Физика»

CC BY
189
71
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Ученые записки ЦАГИ
ВАК
Область наук

Аннотация научной статьи по физике, автор научной работы — Виноградов Ю. А., Ярошевский В. А.

Предлагается новая форма представления аэродинамических характеристик демпфирования, которая облегчает использование экспериментальных данных, полученных в аэродинамической трубе, в расчетных исследованиях. Показана возможность получения этих характеристик по результатам испытаний модели летательного аппарата в аэродинамической трубе методом вращения. Сопоставление вращательных аэродинамических производных, полученных методом вращения, с аналогичными производными, полученными методом вынужденных колебаний, указывает на их хорошее совпадение при малых углах атаки.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по физике , автор научной работы — Виноградов Ю. А., Ярошевский В. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Выбор формы представления аэродинамических характеристик демпфирования летательного аппарата»

_______УЧЕНЫЕ ЗАПИСКИ ЦАГИ_________________

Том XXVI 199 5 №1-2

УДК 629.735.33.015.017,26/.27

ВЫБОР ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕМПФИРОВАНИЯ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

Ю. А. Виноградов, В. А. Ярошевский

Предлагается новая форма представления аэродинамических характеристик демпфирования, которая облегчает использование экспериментальных данных, полученных в аэродинамической трубе, в расчетных исследованиях. Показана возможность получения этих характеристик по результатам испытаний модели летательного аппарата в аэродинамической трубе методом вращения.

Сопоставление вращательных аэродинамических производных, полученных методом вращения, с аналогичными производными, полученными методом вынужденных колебаний, указывает на их хорошее совпадение при малых углах атаки.

1. Формальная трактовка сил и моментов Магнуса. Силы и моменты, действующие на летательный аппарат, совершающий полет в неподвижной воздушной среде, можно представить в виде

л-ааН, (1)

где безразмерные коэффициенты С/ и т1 относятся к выбранной системе осей. Здесь для простоты принята одна и та же характерная длина /. Эти коэффициенты принято считать зависящими от некоторой совокупности безразмерных параметров, включая'числа Маха М, Рейнольдса Ле, углы атаки и скольжения аир, безразмерные угловые скорости

аппарата юх = со у, шг. В действительности указанные коэффи-

циенты зависят от всей предыстории движения аппарата, что в первом приближении учитывается введением зависимости аэродинамических

, , _ с/а I ёа ёй

коэффициентов от безразмерных производных — = -— и —.

ёх УсИ ёт

Значения a j,

dx

и — будем считать малыми, поэтому при ах

фиксированных МиЛеи при произвольных значениях аир выражение для коэффициента т1 запишем в виде

3 _

Щ ~ Ща (а, Р) + ^ (а> Р)®У +

1=1

Лх .

(2)

+mj

dx

(а, P)-j- + mfx (а, р)

dx

Ф

dx

и

da

dx

ИЛИ

dp

л

имеют один и тот же

Производные mi 1

порядок и поэтому должны учитываться при исследовании возмущенного углового движения аппарата. Однако при этом нужно с достаточной аккуратностью трактовать смысл указанных производных.

В качестве простейшего примера рассмотрим случай, когда летательный аппарат представляет собой идеальное тело вращения, которое в процессе полета в неподвижной воздушной среде сохраняет неизменной ориентацию оси симметрии и вращается около этой оси с постоянной угловой скоростью сох. При этом вектор скорости V является постоянным, а угол между осью тела и вектором скорости составляет 8. Обозначим связанную с телом систему осей через Oxyz, а систему осей, связанную с плоскостью угла атаки, через Oxyz (рис. 1). Если считать, что в начальный момент времени t = 0 оси Оу и Oz совпадают с осями Оу и Oz, то справедливы соотношения

ту = тр cos v|/ -ь sin ц/. mz = cos vy - m^ sin vj/,

Рис. 1. Скоростная и связанная системы координат

(3)

где

ц> = со* t, tga = tg5 • cos со x t, sin p = sin 5 • sin со x t.

В данном случае, очевидно,

іяг=іяг(5), тх = m“*(5) •©х, niy = т?х (5) ■ а>>

где /?ij(5) является статической моментной характеристикой тела вращения, а производные т^х (8) и п£х (5) определяются вязкостью сре-

X у

ды и исчезают при отсутствии вязкости (Re -» <»). Функции т^(5) и 1я“* (8) являются четными, а функция т(8) является нечетной, т. е.

X у

т?х (8) = -тм5 при малых 8, где Щд является коэффициентом момента Магнуса, который исчезает при отсутствии вязкости. В итоге в данном случае приращение аэродинамического момента mz к статическому моменту mZci, определяемое влиянием вращения тела, описывается

формулой

Amz = -т?х (8) и,,, sin ц/ « Щд ах 8 sin у « Щд ах р (5)

(так как 8 sin vy = р при малых 8). В то же время традиционно исполь-

зуемая для тел вращения формула

- — da.

Amz=m®zaz+m^ ■- + тм-?>а>х (6)

_ п da а—

в данном случае при со. = 0, — = -рсох приводит к выражению

dx

Amz =

«М - mt

откуда следует, что

йа

Щл = ю* +«м. (7)

Поэтому коэффициент тм в традиционно используемой формуле (6) отнюдь не соответствует моменту Магнуса и не исчезает при от-

ёа

сутствии вязкости, поскольку /иА * 0 даже при отсутствии вязкости.

Отметим, что на описанные выше противоречия указывалось ранее в работе [1].

2. Новая форма записи коэффициентов. Представляется более удобным записать коэффициенты т1 (и с/) в несколько иной форме. Очевидно, что каждый из моментов М1 зависит, в первую очередь, от величины скорости (V) и ориентации аппарата относительно этого вектора (а, р), что полностью определяет статический коэффициент щ (а, р).

Во вторую очередь, коэффициент /и, зависит от проекций вектора угловой скорости аппарата на связанные оси и производной вектора ско-

dV „ „ _ ^7

рости ----- в неподвижной воздушной среде. Вектор производной -----------

dt dl

удобно представить в виде проекций на оси скоростной системы координат Оха уа где ось Оха совпадает с направлением вектора скорости V, ось Оуа лежит в плоскости симметрии аппарата, ось дополняет указанные оси до правой тройки:

йУ ёУ - гТ

—— = ——ех„ + О х V -

сН Л а йУ

-----ег +

<Н 0

(IV

—г~ех

Л а

ха еУа ега

0 ПУа пгв

У 0 0

вУа ~УС1Уа е*в

(8)

Здесь П — вектор угловой скорости вращения вектора скорости V относительно неподвижной воздушной среды, еХа , вуа , е1а — единич-

ные орты. Влиянием производной от модуля скорости

йУ

ж

обычно

пренебрегается, за исключением тех случаев, когда рассматриваются летательные аппараты типа дирижаблей, у которых заметное влияние имеют присоединенные массы и моменты инерции.

Более существенное влияние на аэродинамические характеристики (особенно моментные характеристики) могут оказать угловые скорости

0.Уа и определяемые суммами проекций аэродинамических сил,

силы тяги и гравитационных сил на осях 0Уа и 01а :

а

Уа

= Сга^ | /^шрсов^ + о-з)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

тУ

тУ

тУ ’

о _ сУа & , ^зш(а + а.3) вУа г° тУ тУ тУ ’

(9)

где

сга - сх совасовр + су втавтр + сг соБр, сУа = Су сова - сх вта,

а3 — угол «заклинения» тяги величиной Р относительно оси х, Суа и — проекции силы тяжести на осях уа и 1а, зависящие от

углов крена, рыскания и тангажа. Очевидно, что в описанной выше ситуации с вращением осесимметричного тела относительно оси х при постоянном векторе скорости V это влияние не проявляется (ПУа = С11а = 0), так же как и при проведении Любых экспериментов в

аэродинамической трубе с моделью, имеющей неподвижный центр масс.

В итоге коэффициенты С/ и /И/ могут быть представлены в виде функций от а, р, тх, ®у,<йг:

_ / _ О, /

П. =-^~,

Уа V а V

, й7 I йУ

и, если это необходимо, -----= —- ——. В случаях, когда относительная

ат у ™

плотность велика (дирижабль), можно было бы учесть и производ-т

ные

с/со.

и

-, что эквивалентно учету матрицы

ёх у2 Л ’ йх 6.x

присоединенных моментов инерции.

Попытаемся сопоставить традиционную и предлагаемую форму представления аэродинамических коэффициентов, рассматривая для примера случай полета с немалыми углами атаки и малыми углами скольжения, когда справедливы соотношения

« <вг - роох сова + рЮу вша - С11а ,

скх <1х

</Р _ _ . тг

— « со V сова + со V вта - £2Г . йх у х Уа

(10)

Запишем приращения коэффициентов аэродинамических моментов Атх, Ату, Атг к статическим коэффициентам в традиционной и предлагаемой форме. В последнем случае производные указанных коэффициентов отметим тильдой:

- - —и

Атх « /и“* (а) со* + т?у (а)юу + т£х (а) — =

с1х

* /й“* (а)соЛ +тху (а) со у + тхУа (а)Пуа,

- - & иа

А ту * Шух (а)©* + т*у (а)соу + /и* (а)^ «

* (а)йх + туу (а)ау + т^Уа (а)ПУа,

- — И -

Атг а т“г (а)в)£ + тр (а)-^- + /и^“* (а)Рсох -*

+ п?™у (а) р<ю у « /я“г (а) со г + гп£1а (а) 0.1а + + пРтх (а)Рюх + (а)Рюу.

(П)

Соотношения (10) и (11) позволяют выразить новые производные аэродинамических коэффициентов через старые:

- со V СО V /4. •

да„* = да * + да“т вша,

*,:к

ар

•гСОи 09 и /4.

тх,у =/”х,у+<уС08а’

= -дал

"*Х,у АС,? ’

йа.

т~*- = т~1 + ,

с/а

даЦ)10* = да^“х -совада_л , гг г

_ _ т[аУ = т[шУ + вша да* ,

.п.

да.

'г0

= -да

Ах

Л

В чем можно усмотреть преимущество новой формы представления моментов?

1. При испытаниях в трубе модели с закрепленным центром масс определяются именно комбинации («комплексы») производных, записанные в правой части соотношений (12), которые при использовании новой формы записи могут непосредственно быть использованы в уравнениях движения. При старой форме записи необходимо вводить какие-либо гипотезы для разделения комбинации производных, на-

Да _

пример производных да“г и даА . Определить производные пи1 можно лишь при проведении очень сложных экспериментов. В плоском случае такой эксперимент должен предусматривать обращение модели в воздушной среде по окружности сдостоянной скоростью.

2. Производные вида пг1а и , которые не могут быть опреде-

К.

лены при традиционных испытаниях модели в трубе, в большинстве случаев не оказывают сколько-нибудь заметного влияния на характеристики устойчивости, и ими можно пренебречь. На примере плоского движения нетрудно убедиться, что учет этих производных приводит лишь к незначительному изменению статической устойчивости движения. Действительно, если пренебречь влиянием гравитационных сил и силы тяги во втором уравнении (9) и рассмотреть возмущенное движение ЛА с малыми углами атаки, то

а -ага СУаЯ& 03 г ^

да. = да, а + да, • а- _ а + да, г =

г г г даК2 г V

^ а - а ~а>» М./

и х ж а Г' —_____ П х т * —-—

да“ + да а с* — а + да г *■ г Уа 2т) *

Поэтому учет производной т^а эквивалентен приращению производной статического продольного момента т° на величину

Л< = с“ ^ (13)

гЭкв I уа 2т

и не влияет на демпфирование возмущенного движения. Приращение (13) может оказаться существенным лишь для ЛА типа дирижабля.

3. Производная т^°х, которая, как отмечалось выше, в случае тела

вращения исчезает при исчезновении вязкости, в более полной мере соответствует представлению о моменте Магнуса, чем производная пР™х . Так, в [1] отмечается, что при испытаниях в трубе модели конуса с полууглом раствора 10е величина, пропорциональная производной т^а>х, оказалась исчезающе малой.

4. При необходимости исследования движения тела с произволь-

ными углами атаки и скольжения (например, в случае входа в атмосферу неориентированного тела [2]) использовать производную

Да

тр (а, |3) неудобно, поскольку

= ©г - сох сойо^р + со у вша 1§р + (...),

т. е. ^->±оо при р -» ± Вероятно, в этом случае следовало бы

ш 2

йа.

с<ир —

использовать производную типа °х, в то время как при использовании производной т^-а особенностей не возникает.

3. Учет движения воздушной среды. Более сложная картина возникает при анализе движения летательного аппарата в подвижной воздушной среде, например в условиях атмосферной турбулентности. Ограничимся рассмотрением плоского движения и представим себе летательный аппарат, движущийся в горизонтальном направлении с постоянным углом тангажа в поле возрастающего вертикального потока (рис. 2), при этом — = > 0. Если формально исполь-

йЬ

( И'Л

зовать традиционное выражение тг = /и“ I а +— I + Атг, где Атг =

_ йа.

0) 7 — с1(х л * /Ут ^ л

= т 1 ©- + тг* — , то с учетом сог = 0 получим Ат* = т?х — < 0, по-1 1 ах дх

йа

скольку при малых углах атаки почти всегда тр < О (см., например, [3]). В то же время очевидно, что в условиях, когда передняя часть (например, крыло самолета) находится под ббльшим местным

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Рис. 2. Движение самолета в поле возрастающего вертикального потока

углом атаки, чем задняя часть (горизонтальное оперение), следует ожидать появления кабрирующего момента Дтг > 0. Это противоречие, конечно, объясняется тем фактом, что приращение момента определяется не угловой скоростью тела в инерциальном пространстве, а угловой скоростью тела относительно неподвижной воздушной среды. Легко видеть, что рассматриваемый случай можно трактовать как прямолинейный полет в поле воздушной среды, вращающейся с угловой

скоростью О = ——- > 0 относительно центра, расположенного на тра-аЬ

ектории (см. рис. 2). Соответственно, угловая скорость тела относительно среды составляет (-П). При этом угловая скорость вращения вектора скорости тела относительно среды (П*в) составляет (-2П),

поскольку сам вектор воздушной скорости (относительно среды) вращается относительно продольной оси тела с угловой скоростью (-Я). Действительно, пусть тело проходит центр вращения при / = /„. Тоща IV= 0 при / = СМЬ = ПУШпри / = /, + Л. Угол поворота вектора

воздушной скорости за время Л составляет

-Ж(*. + Л) + Ж(/,)

«-ОЛ-,

а угловая скорость составляет (-О).

Из сказанного следует, что в условиях изменения скорости среды,

нормальной к направлению полета | —— * 0

соответствующее при-

ращение коэффициента Д/яг составляет

Ьм,

V {Ц

Да ______________

Если учесть, что /й“г = /я“г + т,

Дх

т

= -т.

Да

Дх

(14)

то в традицион-

ных обозначениях то же приращение может быть выражено в виде

( во.''

шг =

-т.

■ т

л

V (И

(15)

Появление слагаемого I - т“г

(-”'0 1

противоречие, обсуждавшееся выше (Дтг < 0 при

данном выражении с/Ж

устраняет

> 0). Если оце-

нить роль второго слагаемого в выражении (14) или (15) при анализе возмущенного движения, то следует учесть, что в моделях Драйдена

или Кармана отношение характерных значений W и

dW

dL

имеет поря-

док масштаба турбулентности X,, поэтому отношение приращений моментов, обусловленных значениями IV и имеет порядок —. Для

dL I

случая полета не очень большого самолета на не очень малой высоте

последнее отношение велико, и влиянием производной

dL ’

по-

видимому, можно пренебречь. Однако на этапе взлета или посадки (малая высота) значение X, уменьшается до 20 — 30 м, тогда роль про-

„ dW „ . ,

изводнои —— может оказаться весомой (особенно при малом запасе dL

статической устойчивости). Наконец, для летательных аппаратов большого размера типа дирижаблей эта роль может оказаться определяющей.

4. Представление характеристик демпфирования, -полученных при испытаниях в аэродинамической трубе. Сопоставление результатов, полученных методом вынужденных колебаний и методом вращений. Выше

уже говорилось о том, что при испытаниях подвижных моделей в аэродинамической трубе, когда центр масс, как правило, не совершает колебаний, значения Пу и £iZa равны нулю,

и поэтому измеряемые производные являются комбинациями значений

'* <• СО* у

<■ П Ж AV

- СО

mz

- СО*

птх,у

Рис. 3. Производные момента рыскания:

- номинальное значение,

-------границы трубки разброса

оооооо метод вращений

метод колебаний

Так, например, на рис. 3, 4 представлены результаты испытаний модели самолета в трубе, выполненные Г. И. Столяровым, В. П. Мамро-вым с использованием метода вынужденных колебаний малой амплитуды. Эти результаты позволяют непосредственно определить зависимость от а производных

- - “у -<5д л,юУ

У ’ У ’ х ,тх И

трубки разбросов этих производных.

cos a.

Для определения зависимостей боковых характеристик rrP , mj* „

*)/ *)/

и т®*? от угла атаки можно использовать метод вращений. В этом *»/

случае предусматривается сочетание прецессионного движения модели относительно вектора скорости с малым нутационным движением: ось вращения наклонена к вектору скорости на малый угол є. Экспериментальные исследования модели того же самолета методом вращений были проведены Ю. А. Виноградовым, М. Г. Гоманом, А. Н. Храбро-вым и Н. Н. Долженко.

Представим вначале коэффициент тх в традиционной форме:

тх - тх0 (“о) + тх (“о) Аа + тх (ао)|г“ + тх (ао)Р +

+ ml(a0)^p + m*x (а0)^ах+т*у (а0)^(йу + (16)

+ /«“*“ (aoJ^co* Да + /я“ув (а0) Да>

где значение Да = а - ао мало. Здесь в соответствии с установившейся практикой представления аэродинамических характеристик самолета

безразмерная угловая скорость шг принята пропорциональной средней аэродинамической хорде Ьа, а безразмерные угловые скорости ох, а у — полуразмаху крыла 1/2. Учет первых трех слагаемых в правой части (16) позволит, как будет показано ниже, оценить' точность результатов. В обычных условиях полета у летательного аппарата с плоскостью симметрии эти слагаемые отсутствуют (если не затрагивать режимов возникновения явления «wing rock»).

Для определения искомых производных измерялись значения тх при вращении модели с постоянной угловой скоростью влево и вправо. Вектор угловой скорости составлял с вектором скорости потока угол е = 2,25', а полуугол конуса, вдоль образующей которого происходило вращение, варьировался от 0 до 55*. При этом если ограничиться небольшими углами атаки, то в процессе вращения модели вправо углы атаки, скольжения и их производные изменялись по следующим законам:

а при вращении модели влево углы атаки и скольжения изменялись по законам:

где ао — установочное значение угла атаки, со = 2цГ — круговая частота, /— частота вращения модели в Гц.

В результате при данном ао коэффициент тх в процессе вращения модели изменяется по закону:

где первые знаки относятся к правому вращению, а вторые знаки — к левому вращению.

Разлагая экспериментальные записи в ряды Фурье или используя метод наименьших квадратов, можно в итоге получить зависимости от угла атаки следующих характеристик:

при этом

а = ад + Аа = ао + є cosco/, а = -sco sin со/ = -соДр Р = Др = є sin со/, р = ею cos со/ = со Да, со* = со cos ад, со у = -со sinao,

(17)

при этом

а = ад + є COS со/, а =-єсо sinco/= соДР, Р = — є sin со/, р = -єсо cosco/ = -соДа, со * = -со cosao, (Dj, = со sinao,

(18)

+

є cosco/ +

(19)

’ а

и а)Уа «»vu •

тУ+т х cosa -ту srna,

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

(О v (Ov •

т%х cosa - тху sin а.

При этом определить по отдельности характеристики бокового демпфирования т% (а), тхх (а) и тху (а) не удается (то же относится к

характеристикам (а), (а) и т*у (а)). Если использовать предла-

гаемую форму записи, то две последние характеристики из (20) запишем в виде

тхх сова - ШуХ віпа = тхх сова - тху віпа = ф(а),

/я£ + /и“х“ сова - тУа віпа = сова - т*уа віпа = \|/(а).

XX X X X

Обозначив от“* (а) = /(а), т^у (а) = #(а), перепишем эти соотноше-

(21)

х v / j \ х.

ния в виде

/(a)cosa - g(a)sina = ф(а), /'(a)cosa - g'(a)sina = ч/(а),

откуда следует, что

/ (a) = [vj/ (а) - ф' (a)] sin а + ф (a) cos а, 1 g( а) = [vy(a) - ф'(a)] cos а - ф (a) sin а.]

(22)

Аналогичным образом могут быть получены раздельно также производные ТПуХ И ТПуУ .

Для того чтобы раздельно определить производные /й“*(ао),

ш^“х(а0), Я?*’ (а0), при испытаниях по методу вращений необходимо модель самолета устанавливать не только на угол атаки а = ао, но также на некоторый малый угол скольжения р = Ро- В этом случае безразмерные угловые скорости при правом вращении модели составляют:

- / - / . - Ъа

= 27ЮС08а°’ = "гг®8111000’

а углы атаки и скольжения изменяются по законам:

a = a<) + є coscof = <xq + Aa, p = P0 + є sin oo f = Ро + Ap-

Разложим в ряд Тейлора приращение коэффициента продольного момента, пропорциональное угловым скоростям:

. Дтяг = /я“г (а)юг + т^°х (а)рйх + т^>у (а)Р<0}, ,

по углу атаки в окрестности а = ао, Р = Ро и аналогично предыдущему, удерживая нулевую и первую гармоники, получаем

+ т\*х (а0)со8а0 - пР*у (а0)8та0 ^ (ао)^у2- + "г1<°ха (а0)со8а0 - пР*уа (а0)8та0

оаРо +

X Ро ——сое соею/ + и IV

тг

(а0)созао - п?<ау (ао^тао^-т^-юевтсо* = г J 2К

(23)

= ф(ао)-2^юРо + Ч/(а0)-^соР0есо8со/ + х(ао):^сое8тсо/.

Далее, обозначив функции /й“г (а)^у2-, т^х (а), т®<йу (а) через А (а), / (а) и g (а), получим для их определения три зависимости:

Ф = А + / сова - £ вша, V)/ = А' + /'сова - я'вта, Х = /сова-^вта,

(24)

из которых следует, что

Л = ф-х,

/ = (у - ф')зта + ^сова,

# = (у - ф')со8ос - хеша.

(25)

В качестве примера определения производных т“* (а) и т у (а) по данным испытаний модели самолета методом вращений воспользуемся экспериментальными зависимостями ф(а) = сова -

и у (а) = /й“*а сова - т*хуа зта, которые представлены на рис. 5 а, б. Рассчитанное значение производной ф' (а) показано на рис. 5, в. Значения производных тхх (а) и /й“у (а), рассчитанные с использованием соотношений (22), представлены кружками на рис. 4.

Для определения производных туХ (а) и ШуУ (а) использовались экспериментальные зависимости ф(а) = т®* сова - т^у вша и

Рис. 5. Комбинации производных момента крена, полученные методом вращений

у (а) = /й“*а сова - туу(х віпа, которые представлены на рис. 6, а, б. Значение производной ф' (а) представлено на рис. 6, в. Значения производных гНуХ (а) и т™у (а) показаны кружками на рис. 3. Из рис. 3, 4

видно, что производные /я“* , т*у , т™х, т*у , полученные указанным

х х у у

Рис. 6. Комбинации производных момента рыскания, полученные методом вращений

способом при обработке данных испытаний методом вращений на малых углах атаки, хорошо совпадают с этими же производными, полученными в эксперименте методом гармонических колебаний с малой амплитудой.

Практическое использование соотношений (22) наталкивается на трудности дифференцирования экспериментальных данных, имеющих заметные погрешности. Величины этих погрешностей наглядно ха-

<1а

ракгеризуются «паразитными»зависимостями /я“ , т^, т*\, (а),

полученными чисто формальным путем, хотя они и не имеют физического смысла. Эти зависимости, по-видимому, характеризуют ошибки в измерении моментов по нулевым и первым гармоникам периода вращения модели и позволяют построить трубки разброса для истинных зависимостей.

Атх/2ш

-0,25

Ьту/2ф

Рис. 7. Сопоставление коэффициентов момента крена, полученных методом колебаний и методом вращений:

0,25

О

метод вращений,

метод колебаний, границы трубки

Рис. 8. Сопоставление коэффициентов момента рыскания, полученных методом колебаний и методом вращений

Среднее значение квадрата этой ошибки за период вращения составляет

поставлення результатов испытаний по методу вращений и по мето-

Полуширина трубки разбросов результатов, полученных при испытаниях модели с наклонной к вектору скорости осью вращения, соответ-

тов, полученных методом вынужденных гармонических колебаний, соответствует разбросу, полученному при повторных испытаниях. Сопоставление указывает на достаточно хорошую точность определения искомых характеристик при малых углах атаки а < 20°, при больших углах атаки погрешности существенно возрастают (как, впрочем, и погрешности испытаний методом вынужденных гармонических колебаний). Такое уменьшение точности на больших углах атаки может быть обусловлено, с одной стороны, недостаточным совершенством экспериментальной установки, а с другой стороны, возможной неполнотой используемой математической модели для описания зависимости аэродинамических сил и моментов от кинематических параметров модели.

Величина

характеризует разброс полученных оценок. Для со-

ду вынужденных колебаний комбинации сова/й“* - вшат^у и сова гПух - вта т™у были построены функции угла атаки на рис. 7 и 8.

ствует значениям

Ширина трубки разбросов результа-

1. Levy L., Tobak M. Nonlinear aerodynamics of bodies of revolution in free flight // AIAA Paper N 70 — 205.

2. Ярошевский В. А. Движение неуправляемого тела в атмосфере.— М.: Машиностроение.— 1978.

3. Нильсен Дж. Аэродинамика управляемых снарядов,— М.: Оборон-гиз,— 1962.

Рукопись поступила 3/III1994

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.