Email this article Conical bodies with star-shaped transverse contour having the minimum wave drag
- Authors: Takovitskii S.А.1
-
Affiliations:
- Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)
- Issue: No 1 (2024)
- Pages: 123-130
- Section: Articles
- URL: https://journals.rcsi.science/1024-7084/article/view/262496
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708424010097
- EDN: https://elibrary.ru/sdlzok
- ID: 262496
Cite item
Open Access
Access granted
Subscription Access
Abstract
The problem of constructing the transverse contour of a conical body having the minimum wave drag in the range of supersonic velocities provided that the length and the volume are preserved is considered. A cone is taken as the initial body, an assumption about locality of the relation between variations in the geometric parameters and the pressure on the surface is made, and the quadratic approximation of this relation is used. The found solution is compared with the results obtained within the framework of the Newton model. These solutions are proposed to combine being based on the assumption of the power-law relation between the radius and the derivative of radius with respect to the angular coordinate. In this case, a class of contours in which half of the cycle consists of the element with monotonic variation in the radius and arc of the circle is distinguished. These contours can be described by specifying a single geometric parameter, namely, the exponent. Using the inviscid perfect gas model, direct numerical optimization of the shape of transverse contour is carried out and the possibility of reducing the wave drag as compared to the star-shaped bodies with plane faces is demonstrated.
About the authors
S. А. Takovitskii
Central Aerohydrodynamic Institute (TsAGI)
Author for correspondence.
Email: c.a.t@tsagi.ru
Russian Federation, Zhukovsky, Moscow oblast
References
- Ferry A., Ness N., Kaplita T. Supersonic flow over conical bodies without axial symmetry // JAS. 1953. 20. № 8. P. 563–571.
- Майкапар Г.И. О волновом сопротивлении неосесимметричных тел при сверхзвуковых скоростях // ПММ. 1959. T. 23. Вып. 2. С. 376–378.
- Гонор А.Л. О пространственных телах наименьшего сопротивления при больших сверхзвуковых скоростях // ПММ. 1963. Т. 27. Вып. 1. С. 185–189.
- Гонор А.Л., Черный Г.Г. Поперечный контур тела минимального волнового сопротивления / Теория оптимальных аэродинамических форм / Под ред. А. Миеле. М.: Мир, 1969. С. 292–305.
- Миеле А., Саарис Дж. Поперечный контур тела минимального полного сопротивления / Теория оптимальных аэродинамических форм / Под ред. А. Миеле. М.: Мир, 1969. С. 306–324.
- Аргучинцева М.А. Аналитическое решение одного класса вариационных задач аэродинамики больших скоростей // Известия Иркутского государственного университета. Сер.: Математика. 2007. Т. 1. № 1. С. 52–61.
- Ведерников Ю.А., Гонор А.Л., Зубин М.А., Остапенко Н.А. Аэродинамические характеристики звездообразных тел при числах М = 3–5 // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа.1981. № 4. С. 88–93.
- Зубин М.А., Лапыгин В.И., Остапенко Н.А. Теоретическое и экспериментальное исследование структуры сверхзвукового обтекания тел звездообразной формы и их аэродинамических характеристик // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1982. № 3. С. 34–40.
- Щепановская Г.И., Щепановский В.А. Влияние ударного слоя на вязкое сопротивление звездообразных тел с плоскими боковыми гранями // Прикладная механика и техническая физика.1985. № 4. С. 105–112.
- Гусаров А.А., Дворецкий В.М., Иванов М.Я., Левин В.А., Черный Г.Г. Теоретическое и экспериментальное исследование аэродинамических характеристик пространственных тел // Изв. АН СССР. Механика жидкости и газа. 1979. № 3. С. 97–102.
- Якунина Г.Е. К построению оптимальных пространственных форм в рамках модели локального взаимодействия // ПММ. 2000. Т. 64. Вып. 2. С. 299–310.
- Якунина Г.Е. Об оптимальных неконических и несимметричных пространственных конфигурациях // ПММ. 2000. Т. 64. Вып. 4. С. 605–614.
- Крайко А.Н., Пудовиков Д.Е., Якунина Г.Е. Теория аэродинамических форм, близких к оптимальным. М.: Янус-К, 2001. 132 с.
- Таковицкий С.А. Аналитическое решение в задаче построения осесимметричных носовых частей минимального волнового сопротивления // Изв. РАН. МЖГ. 2006. № 2. С. 157–162.
- Таковицкий С.А. Усеченные степенные тела как результат приближенного решения задачи Ньютона о теле с минимальным сопротивлением // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 5. С. 113–118.
- Таковицкий С.А. Осесимметричные носовые части с передним торцом и гипергеометрической образующей как результат решения задачи Ньютона о теле минимального сопротивления при заданных габаритах и объеме // Ученые записки ЦАГИ. 2023. Т. 54. № 4. С. 21–27.
- Таковицкий С.А. Метод расчета сверхзвукового обтекания летательных аппаратов с использованием многозонных расчетных сеток // Труды ЦАГИ. 1997. Вып. 2590.
