Теоретичне обгрунтування газодинамічної формули Ньютона і перевірка її в льотних умовах обтікання головних частин ряду аерофізичних комплексів для чисел Маха м∞ ≤ 5.0 та Рейнольдса rel, ∞ ≤108

Abstract

В статті представлені результати комплексного обгрунтування газодинамічної формули Ньютона, що достатньо широко використовується для розрахунку тиску на поверхнях гіперзвукових льотних об’єктів. Обгрунтування базується на теоретичних методах і результатах льотних експериментів, здійснених за допомогою трьох типів ракетних аерофізичних комплексів. Проведено безпосереднє порівняння даних льотного експерименту по тиску на поверхні головної частини аерофізичного комплекса типу М-100 в діапазоні чисел Маха потоку 1, 4≤ М∞ ≤ 4.2, Рейнольдса ReL, ∞ ≤ 108 з розрахунками тиску по формулі Ньютона і на основі методу конічних течій та характеристик, показано їх достатньо добре узгодження. Порівняння тиску, розрахованого по формулі Ньютона для головної частини аерофизичного комплекса типу М-100, з чисельними розрахунками тиску по методу розщеплювання в околиці носової частини і на основній довжині головної частини комплекса по маршевій схемі методу встановлення по часу також показало добре узгодження. Використання методу Ньютона для розрахунку подовжнього градієнту тиску при визначенні коефіцієнтів тепловіддачі і температури стінки ракетних комплексів трьох типів продемонструвало ефективність формули Ньютона. В статье представлены результаты комплексного обоснования газодинамической формулы Ньютона, достаточно широко используемой для расчета давления на поверхностях гиперзвуковых летных объектов. Обоснование базируется на теоретических методах и результатах летных экспериментов, проведенных при помощи трех типов ракетных аэрофизических комплексов. Проведено непосредственное сравнение данных летного эксперимента о давлении на поверхности головной части аэрофизического комплекса типа М-100 в диапазоне чисел Маха потока 1, 4≤ М∞ ≤ 4.2, Рейнольдса ReL, ∞ ≤108 с расчетами давления по формуле Ньютона и на основе метода конических течений и характеристик, показано их достаточно хорошее согласование. Сравнение давления, рассчитанного по формуле Ньютона для головной части аэрофизического комплекса типа М-100, с численными расчетами давления по методу расщепления в окрестности носовой части и на основной длине головной части комплекса по маршевой схеме метода установления по времени также показало хорошее согласование. Использование метода Ньютона для расчета продольного градиента давления при определении коэффициентов теплоотдачи и температуры стенки ракетных комплексов трех типов продемонстрировало эффективность формулы Ньютона.