Cтраница 3
Аэродинамические силы, действующие на линейно протяженные сооружения. Рассмотрим линейно протяженное сооружение ( с осью х, направленной вдоль пролета), которое испытывает бафтинг под действием атмосферной турбулентности. Если колебания сооружения по каждой вовлеченной в них собственной форме невелики, то можно принять, что аэродинамические характеристики сооружения линейны, и поэтому аэродинамические силы представляют собой суперпозицию ( а) сил, соответствующих самовозбуждающимся колебаниям, такого же типа, как рассмотренные в разд. [31]
Аэродинамические силы, действующие на линейно протяженные сооружения. Рассмотрим линейно протяженное сооружение ( с осью х, направленной вдоль пролета), которое испытывает бафтинг под действием атмосферной турбулентности. Если колебания сооружения по каждой вовлеченной в них собственной форме невелики, то можно принять, что аэродинамические характеристики сооружения линейны, и поэтому аэродинамические силы представляют собой суперпозицию ( а) сил, соответствующих самовозбуждающимся колебаниям, такого же типа, как рассмотренные в разд. [32]
Повышенную чувствительность к бафтингу проявляют также мосты, у которых балки жесткости имеют поперечные сечения со значительным лобовым сопротивлением или для которых наклон кривых зависимостей коэффициентов подъемных сил и моментов от угла атаки достаточно велик. Что касается динамических характеристик моста, то очевидно, что увеличение конструкционного демпфирования и жесткости приводит к снижению реакции при бафтинге. [33]
Висячие и вантовые мосты следует рассчитывать таким образом, чтобы они могли противостоять силам лобового сопротивления, соответствующим средней скорости ветра. Но такие мосты также восприимчивы к различным аэроупругим эффектам, которые включают дивергенцию ( или поперечную потерю устойчивости), вихревые возбуждения колебаний, флаттер, галопирование и бафтинг, сопровождаемый автоколебаниями. Исследование этих явлений возможно лишь на основе данных испытаний в аэродинамической трубе. Различные виды таких испытаний кратко описаны в подразд. Методики анализа чувствительности поперечных сечений балок жесткости висячих мостов к аэроупругому взаимодействию с воздушным потоком и соответствующие им соображения по расчету представлены в подразд. Краткий обзор исследований работы висячих и Байтовых мостов под действием ветра включен в подразд. [34]
При возникновении бафтинга изменяют режим полета. Например, если баф-тинг возник при полете на большом угле атаки, то переводят самолет на меньший угол атаки. Если бафтинг возникает на большой скорости полета, немедленно снижают скорость. [35]
Трудности возникают, когда самолет летит в околозвуковом диапазоне или при высоких углах атаки. Одна из трудностей, возникающих при высоких углах атаки, - так называемый бафтинг, обычно вызываемый некоторым отрывом вихрей, которое может возникать, например, на стыке крыла и фюзеляжа. Может произойти отрыв потока, потому что стык образует нечто вроде диффузора - трубы увеличивающегося поперечного сечения. Поскольку отрыв часто происходит через определенные промежутки времени благодаря отделению вихрей, то он может вызвать досадные колебания. [36]
Любой тип силовой установки производит колебания, распространяющиеся до относительно высоких частот, хотя поршневые машины и воздушные винты создают более выраженную периодическую вибрацию со значительно более низкими частотами. Возмущения, которые возникают в управляемых ракетах, могут генерироваться механически или аэродинамически и являются обычно несинусоидальными и апериодическими. Частотный спектр охватывает диапазон от 5 до 2000 Гц. Другим источником вибраций являются аэродинамические режимы, например, бафтинг ( аэродинамическая неустойчивость) и шум пограничного слоя. [37]
Аэродинамическая передаточная функция зависит от формы тела, его размеров и характеристик турбулентности. Следовательно, для некоторого заданного тела она является функцией частоты. На рис. 4.33 [4.35] показан характер изменения % 2 ( п) для плоской квадратной пластины, которая расположена перпендикулярно к турбулентному пото - ку, имеющему постоянную среднюю скорость. Уменьшение аэродинамической передаточной функции с увеличением частоты соответствует тому факту, что более мелкие турбулентные вихри имеют более короткие длины волн, следовательно, эти вихри с более высокими частотами будут характеризоваться более быстрой потерей связности между собой, чем это происходит у крупных вихрей. Работы [4.36] и [4.37], по-видимому, были одними из первых, в которых было введено и использовано понятие аэродинамической передаточной функции в задачах о бафтинге. [38]