Рабочий процесс и устройство воздухозаборников для сверхзвуковых скоростей полёта

Торможение воздушного потока во входных устройствах для трансзвуковых скоростей полёта () осуществляется в прямом скачке уплотнения, возникающем на входе в ВЗ (рис.3.14). Прямой скачок уплотнения представляет собой ударную волну давления, отличающуюся резким (скачкообразным) изменением скорости и давления потока.

Из газовой динамики известно, что движение потока в прямом скачке уплотнения описывается формулой: где приведенная скорость перед скачком уплотнения;

то же за скачком уплотнения.

Из этой формулы следует, что скорость потока за прямым скачком уплотнения всегда дозвуковая (), причём, чем больше , тем меньше .

Принимая процесс торможения в прямом скачке уплотнения адиабатическим, можно определить коэффициент восстановления полного давления в этом скачке (так называемое волновое сопротивление скачка):

Рис.3.14. Схема входного устройства для трансзвуковых скоростей

полёта и изменение параметров потока по тракту ВЗ:

1 – обечайка; 2 – обтекатель; 3 – прямой скачок уплотнения

Эффективность данного ВЗ резко снижается при . Это обстоятельство обусловливает применение данной схемы ВЗ для

Торможение сверхзвукового потока при осуществляется в системе скачков уплотнения, которая включает в себя один или несколько косых скачков уплотнения, заканчивающихся прямым скачком уплотнения. В зависимости от расположения системы скачков уплотнения относительно плоскости отверстия ВЗ различают воздухозаборники с внешним сжатием (система скачков располагается до входа в ВЗ), с внутренним сжатием (система скачков находится внутри ВЗ) и со смешанным сжатием.

На рис.3.15 показана схема воздухозаборника со смешанным сжатием. Система скачков уплотнения включает три косых и один прямой скачок уплотнения, которые располагаются до входа в ВЗ. Поток воздуха ускоряется после прямого скачка уплотнения до появления так называемого образного скачка уплотнения. Форма этого скачка обусловливается

наличием пограничного слоя на внутренней поверхности обечайки и на поверхности конуса. Наличие образного скачка уплотнения делает внешнюю систему скачков более независимой от режима работы двигателя.

Рис.3.15. Схема течения во входном устройстве внешнего сжатия со

сверхзвуковым втеканием во внутренний канал:

- количество косых скачков уплотнения – 3; - количество прямых скачков

– 2 (один имеет образный вид);

Изменение параметров потока показано вдоль струйки тока