Для экспериментального изучения волнового сопротивления поверхности стенки реакти-вного сопла и головной части ЛА были изготовлены цилиндрические насадки с ромбической рельефной поверхностью (рис.2). Все насадки были рассчитаны на обтекание сверхзвуковым потоком газа, имеющим скорость М = 3. Ромбический выступ был образован путем пересечения винтовых проточек с разными заходами под углом к оси насадка, равным = 30°, 38°, 44°, 50 °. Причем, для каждого насадка было свое значение этого угла. Так как токарный станок имеет строго определенный шаг винтового резания, то нельзя было заранее задавать угол ромба. Длина одного ромбического волнового пакета составляла соответственно = 8.6, 6.2, 5.1, 4 мм, ширина - = 5 мм, а высота √ 2В = 0.5 мм.

Так как на токарном станке невозможно изготовить насадки с ромбической рельефной структурой в широком диапазоне изменения угла ромба, а также для более полного изучения волнового сопротивления такой поверхности было принято решение изготовить плоские пластины, имеющие поверхность с ромбической рельефной структурой (рис. 2). Эти пластины имели боковые стенки, чтобы избежать краевых эффектов обтекания при ограниченном струйном обдуве. Всего было изготовлено 14 пластин. Длина пластины составляла L = 50 мм, ширина S = 30 мм, а толщина h = 3 мм. С целью снижения потерь при обтекании потоком пластина со стороны обдува имела острую кромку под углом 7°.

Ромбическая рельефная поверхность была образована с обеих сторон пластины путем пересечения косых проточек шириной 2.4 мм. Каждая пластина имела свой угол ромба, который был равен = 6°, 8°, 10°, 12°, 14°, 16°, 18°, 20°, 22°, 40°, 45° соответственно. Высота ромба - 2В = 0.5мм. Пластина обдувалась сверхзвуковой струей, истекающей из плоского сопла со скоростью М = 3.0.

Также были изготовлены цилиндрические насадки, имеющие поверхности с рядной и шахматной рельефными структурами. Диаметр насадков составлял = 16 мм, а их длина была разная: с ромбической структурой - = 38 мм; с рядной - = 70 мм и = 35 мм; с шахматной - = 36 мм и =30 мм. Ширина продольных проточек составляла = 2,5 мм, а ширина кольцевых проточек равнялась половине длины волнового пакета =1/2. Ширина волнового пакета составляла = 5 мм, высота - 2В = 1 мм, а длина варьировалась (например, насадок c рядной рельефной поверхностью имел длину волнового пакета, равную соответственно = 3, 5, 7, 9, 11,12, 14, 18, 22, 25, 28, 32, 36, 40, 44, 48 мм).

Испытания насадков проводились на дифференциальной установке, предназначенной для сравнительных испытаний двух реактивных сопел [5]. На одном из торцев установки устанавливалось плоское сопло с насадком, имеющим гладкую поверхность, а на другом торце √ такое же сопло с насадком, имеющим рельефную поверхность. Модельные плоские сопла были рассчитаны на число Маха М =2,5; 3.

На рис. 5 представлены результаты экспериментальных данных, полученных при испытании цилиндрических насадков с ромбической рельефной структурой поверхности. Из рис. 5 видно, что потери тяги, возникающие из-за наличия ромбической рельефной структуры поверхности, составляют = 3,9 √4,9% от идеальной тяги сопла в пустоте. Можно заметить, что при угле = 40° достигается минимум потерь тяги, а начиная с угла = 44° потери тяги возрастают. В целом, потери тяги из-за изменения угла ромба волнового пакета насадка в пределах = 30° - 50° составляют 1 %.

Рис. 5.

При обтекании потоком газа поверхности пластины с ромбической рельефной структурой (рис. 6, кривая 1) максимальные потери тяги возникают при угле ромба = 9°- = 6,5 %; =19° -=6,3%; =35 -=7,7%; =45⁰ - =8%, а минимальные потери возникают при угле ромба=6° -= 4.9 %;=14 °-= 4 %;=22 °-= 3.4 %;=40°-=6.2%;=50 ° = 5.5 %. Чисто волновые потери, возникающие из-за изменения угла ромба, составили = 2.5 %.

Рис. 6.