Экспериментальное исследование влияния формы тела на его интегральные характеристики

Abstract

На основании анализа формы тела скоростных гидробионтов и птиц предложено переднюю часть их тела аппроксимировать тремя сферами, сопрягающимися вогнутыми поверхностями, на которых формируются гертлеровские вихри (ГВ). Разработана экспериментальная методика исследования устойчивости ГВ на вогнутых пластинах. Исследована восприимчивость естественных ГВ к вносимым в пограничный слой продольным вихревым системам, формируемым с помощью разработанных генераторов продольных вихрей. Обнаружены условия формирования устойчивых ГВ, в том числе и за участком кривизны. Разработан новый бионический профиль, гидродинамические свойства которого были исследованы в модельном эксперименте. Выполнено сравнение с гидродинамическими характеристиками серийного руля судна. Коэффициент подъемной силы бионического руля превышал характеристики серийного профиля руля в широком диапазоне углов атаки. Даны рекомендации для увеличения эффективности бионического руля.

На основі аналізу форми тіла швидкісних гідробіонтів та птахів запропоновано передню частину їхнього тіла апроксимувати трьома сферами, з'єднаними увігнутими поверхнями, на яких формуються гьортлерівські вихорі (ГВ). Розроблена експериментальна методика дослідження стійкості ГВ на увігнутих пластинах. Досліджена сприятливість дійсних ГВ до внесених у примежовий шар поздовжніх вихрових систем, сформованих за допомогою розроблених генераторів поздовжніх вихорів. Знайдені умови формування стійких ГВ, в тому числі і після ділянки з кривизною. Розроблено новий біонічний профіль, гідродинамічні якості якого було досліджено за допомогою модельного експерименту. Виконано порівняння з гідродинамічними характеристиками серійного керма судна. Коефіцієнт підйомної сили біонічного керма був заввишки характеристик серійного профілю керма в широкому діапазоні кутів атаки. Наведено рекомендації для підвищення ефективності біонічного керма.

On the basis of the analysis of the form of a body high-speed hydrobionts and birds it is offered to approximate a forward part of their body three spheres, the interfaced concave surfaces on which are formed Goertler vortices (GV). The experimental technique of research of stability GV on the concave plates is developed. The susceptibility natural GV to introduced in a boundary layer to the longitudinal vortical systems formed by means of developed generators of longitudinal vortices is investigated. Conditions of formation steady GV, including, and behind a site of curvature are found out. It is developed new bionics profiles which hydrodynamic properties have been investigated in modeling experiment. Comparison with hydrodynamic characteristics of a serial rudder of a vessel is executed. Lift coefficient of the bionics rudder exceeded characteristics of serial profiles of a rudder in a wide range of corners of attack. Recommendations for increase in efficiency of a bionics rudder are given.