Способ снижения сопротивления движению плохообтекаемого тела в потоке

 

Использование: изобретение относится к судостроению, к автомобильной промышленности, к гидротехническому и дорожному строительству, и касается снижения сопротивления движению тел с упрощенными кормовыми обводами при обтекании их высокоскоростными воздушными или водными потоками. Сущность: пограничный слой отсасывают с поверхности концевой части тела с помощью профилированного эжекционного канала в теле, имеющего участок минимального сечения, на котором осуществлена связь этого канала через распределительную полость тела с пограничным слоем. Входной и выходной участки этого канала соответственно сообщены с областью повышенного и пониженного давления в потоке. 1 з. п. ф лы, 4 ил.

Изобретение относится к судостроению, к автомобильной промышленности и к гидротехническому и дорожному строительству, причем, оно касается снижения сопротивления движению тел с упрощенными кормовыми обводами при обтекании их высокоскоростными воздушными водными потоками.

Известен способ снижения сопротивления формы движению плохообтекаемого тела в потоке, заключающийся в отсосе пограничного слоя с криволинейной поверхности концевой части тела посредством использования средства для создания разряжения, связанного с пограничным слоем указанной поверхности через распределительную полость тела (См. а.с. СССР N 19947, кл. В 63 В 1/38, 1927).

Однако, известный способ мало эффективен при снижении сопротивления движению плохообтекаемого тела в потоке.

Технический результат реализации изобретения состоит в повышении эффективности снижения сопротивления движению плохообтекаемого тела в потоке.

Это достигается тем, что в качестве средства для создания разряжения использован профилированный эжекционный канал, выполненный в теле и имеющий участок минимального сечения, на котором осуществлена вышеуказанная связь.

Кроме того, входной и выходной участки канала сообщают соответственно с областью повышенного и пониженного давления в потоке.

На фиг. 1 изображена схема реализации способа снижения сопротивления формы плохообтекаемого осесимметричного тела, внутри которого размещен профилированный эжекционный канал; на фиг. 2 схема предлагаемого способа при размещении профилированного эжекционного канала вне обтекаемого тела; на фиг. 3 вид по стрелке А на фиг. 1; на фиг. 4 вид по стрелке Б на фиг. 2.

Предлагаемый способ включает выполнение следующих операций и использование следующего оборудования. Прежде всего выполняются операции по разделению потока, например, жидкости или газа, на части на отсасываемую из пограничного слоя, на транзитную часть и на поток, направляемый в эжекционный канал. Для этого, на отверстиях 1, через которые отсасывают пограничный слой, создают пониженное давление путем сообщения распределительной полости 2 за указанными отверстиями с зоной 3 пониженного давления в эжекционном канале. При этом, поток, направленный в эжекционный канал, отделяют от транзитного потока. Для этого, выходной участок 4 эжекционного канала сообщают с зоной 5 пониженного давления за обтекаемым телом. Затем, отсасываемую из пограничного слоя жидкость подают в эжекционный канал через отверстие 6 и далее в зону 5 пониженного давления.

При использовании эжекционного канала, размещенного вне обтекаемого тела (см. фиг. 2 и 4), обшивка 7 концевой части тела вместе с обшивкой 8 отклонителя потока, прикрепленного к телу с помощью боковых пластин 9, образуют профилированный эжекционный канал с наиболее узким сечением зоны 3 и выходным участком 4. Отверстия 1 в этом случае выполняют в обшивке 8 полого отклонителя потока.

Предлагаемый способ реализуется с использованием профилированного эжекционного канала с наиболее узким сечением зоны 3 и выходным участком 4, а также распределительной полости 2, сообщающейся эжекционный канал с пограничным слоем транзитного потока через отверстия 1 и 6.

Конкретным примером предлагаемого способа может быть его реализация на корпусе судна с упрощенными кормовыми обводами. Для иллюстрации его применимы схемы, приведенные на фиг. 1 и фиг. 2.

В состоянии покоя судна эжекционный канал и полость 2 за кормовой обшивкой 7 корпуса заполняет неподвижная вода. Начало движения судна сопровождают следующие процессы. В эжекционном канале и в транзитном потоке движение частиц относительно корпуса начинается раньше, чем в полости 2, в которой жидкость, движется вместе с корпусом судна. Движение транзитного потока приводит к появлению в зоне 5 пониженного по отношению к входному сечению эжекционном канале от его входного сечения к выходному. Указанное движение сопровождается понижением давления в наиболее узком сечении зоны 3 эжекционного канала. Под действием разности давления вблизи отверстий 1 и 6 начинается движение частиц жидкости в полости 2 по направлению от отверстий 1 к отверстиям 6. По мере увеличения скорости движения судна нарастает скорость транзитного потока и потока в эжекционном канале. Это приводит к увеличению разности давления между пограничным слоем в зоне действия отверстий 1 и зоной 3 эжекционного канала, а вслед за этим и к более интенсивному отсосу пограничного слоя. При расчетной скорости движения судна создается (путем придания отверстиям 1 и 6 соответствующих размеров), установившийся режим отсоса пограничного слоя, приводящий к безотрывному обтеканию кормовой оконечности судна.

Формула изобретения

1. СПОСОБ СНИЖЕНИЯ СОПРОТИВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЮ ПЛОХООБТЕКАЕМОГО ТЕЛА В ПОТОКЕ, заключающийся в отсосе пограничного слоя с криволинейной поверхности концевой части тела посредством использования средства для создания разрежения, связанного с пограничным слоем указанной поверхности через распределительную полость тела, отличающийся тем, что в качестве средства для создания разрежения использован профилированный эжекционный канал, выполненный в теле и имеющий участок минимального сечения, на котором осуществлена указанная связь.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что входной и выходной участки канала сообщают соответственно с областью повышенного и пониженного давления в потоке.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4