Эксперименты проводились в дозвуковой аэродинамической трубе Т-324 при скоростях потока Щ = 20...60 м/с и степени турбулентности б < 0,04 %. Цилиндр диаметром с/ = 0,15 м и длиной Ь = 1,0 м устанавливался поперек потока, параллельно плоской пластине-экрану длиной 1,7 м, т. е. на расстоянии 6,67с/ от передней кромки (рис. 3.4). Металлический цилиндр имел три секции - центральную (весовую) длиной 0,25 м и две боковых. Зазоры между секциями были шириной 0,5 мм и глубиной 5 мм. Под цилиндром устанавливалась на заданном расстоянии пластина-экран из оргстекла толщиной 10 мм с профилированными передней и задней кромками. Для жесткости пластина на большей части своей длины была скреплена с металлической коробчатой рамой. Горизонтальное положение пластины и ее параллельность цилиндру контролировались по уровню и с помощью щупа. Отклонения по величине зазора между цилиндром и экраном составляли не более 0,03 мм. Обтекаемые поверхности цилиндра и пластины были аэродинамически гладкими, с высотой неровностей к менее 4,0 мкм, т. е. к! с1< 3-10 5. Толщина пограничного слоя на экране в районе цилиндра (но в его отсутствие) составляла 8 = 15,0 мм при скорости потока 20 м/с. Отклонения цилиндра под действием измеряемых сил не превышали 0,03...0,17 мм соответственно числам Яе = (2...6)-105.[ ...]
Измерения аэродинамических сил - подъемной и сопротивления, действующих на жестко закрепленный цилиндр, проведены при числах Яе = (2...6)-105 и зазорах Ъ <0,3. Ряд контрольных измерений был сделан для цилиндра без экрана, т. е. при /?-» оо.[ ...]
По результатам весовых измерений и с учетом ранее полученных данных [.Коваленко и др., 1983] Н. М. Бычковым была построена обобщенная картина изменения коэффициента подъемной силы Су в широком диапазоне зазоров, охватывающем наиболее важные случаи (рис. 3.5).[ ...]
Сплошные линии соответствуют средним значениям коэффициента Су. Штриховыми линиями отмечены границы измерений Су, наблюдаемых в одном или повторяющихся испытаниях, в том числе при повороте цилиндра вокруг своей оси на угол cp = 0...3600. Как установлено в работах [Бычков Н.М.и др., 1986, 1990, 1991], большие колебания Су не связаны с погрешностями измерений (среднеквадратичная величина которых не превышала ст = 0,02), а определяются неустойчивостью симметричного обтекания цилиндра при переходных режимах, появлением отрывных пузырей и наличием микронеровностей, что вызывает в итоге резкие и значительные смещения точек отрыва и соответствующие изменения аэродинамических сил.[ ...]
Наибольшие колебания значений Су отмечаются при критическом режиме ReKp = 4-105 и достигают максимума, когда экран отсутствует (одиночный цилиндр, /г—>м). В последнем случае для гладкого цилиндра в малотурбулентном потоке существует три уровня слабо устойчивых, перемежающихся значений Су: средний (Су = 0) и два крайних (Су = ±0,9). Переход с одного уровня на другой происходит скачком, хаотически. При наличии экрана такое поведение Су сохраняется предположительно до И = 0,5. Области А и А2 («мертвые зоны») соответствуют значениям Су между указанными дискретными уровнями. При h < 0,4 все действующие силы оказываются только положительными (при h—>оо и симметричных условиях равновероятны силы обоих знаков).[ ...]
Средняя величина Су с уменьшением зазора монотонно возрастает, пока расстояние h не достигает некоторой границы - критического значения /гкр, не превышающего 0,1. Ниже этой границы монотонность нарушается с появлением выраженного локального минимума (точка hm¡п= h /Су mjn), после чего коэффициент Су резко возрастает до максимальной величины Cymwi= 1,44 в точке h= 0.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Схема эксперимента с цилиндром вблизи экрана |
 |
| Обобщенные данные по коэффициенту Су( Ъ, Яе) |
 |
| Характерные значения Су (а) и к-(б) при докритических зазорах |
|
| Зависимости С/11е) для различных зазоров |
 |