Алфавитный указатель

Ньютона теория обтекания

Ньютона теория обтекания — приближенная теория, описывающая обтекание тела идеальной жидкостью, частицы которой движутся с постоянной скоростью, не взаимодействуют друг с другом, а при столкновении с телом полностью передают ему нормальную к поверхности составляющую количества движения и, сохраняя постоянной касательную составляющую, продолжают двигаться вдоль тела. Предложена И. Ньютоном в конце XVII в. С точки зрения современной газовой динамики Н. таким образом соответствует модели гиперзвукового обтекания, в которой головная ударная волна в пределе совпадает с поверхностью тела нулевой кривизны (см. Гиперзвуковое течение). Основным результатом Н. таким образом является формула Ньютона для коэффициента давления cp: cp =  2sin2J, где J — угол наклона поверхности тела к вектору скорости набегающего потока. Эта формула практически применима и для приближенного расчета давления на телах выпуклой формы, в практике используется так же несколько более точная, так называемая модифицированная, формула Ньютона:

cp  = cp0sin2J/ sin2J0,

где cp0 — точное значение коэффициента давления в некоторой характерной точке, соответствующей углу наклона поверхности J0. Величина cp0 — часто определяется в передней критической точке тела, для которой угол J0 равен 90°. Формула Ньютона не учитывает центробежные силы в сжатом слое газа, возникающие при его движении вдоль искривлённой поверхности. Для расчёта давления учётом центробежных сил используется формула Ньютона — Буземана.

На основе формул Ньютона и Ньютона — Буземана сравнительно просто решаются задачи оптимизации при определении формы тел минимального сопротивления аэродинамического в гиперзвуковом потоке. Например, тонкое тело вращения, образующая которого задана степенной функцией, является оптимальным при задании ряда комбинаций его геометрических параметров, волновое сопротивление может быть уменьшено путём перехода от тела вращения к пространственным телам с звездообразной формой поперечного сечения.

Лит.: Теория оптимальных аэродинамических форм, под ред. А. Миеле, пер. с англ., М., 1969; Аэромеханика сверхзвукового обтекания тел вращения степенной формы, под ред. Г. Л. Гродзовского, М., 1975; См. также лит. при статье Гиперзвуковое течение.

Энциклопедия авиации