Расчет максимальной скорости самолета
Развитие конструкции самолета от войны 1914 года до сегодняшнего дня было лодчинено стремлению повысить максимальную скорость полета. Если то или иное усовершенствование самолета обеспечивало прирост V’raax. то оно быстро внедрялось в повседневную практику независимо от степени усложнения конструкции самолета. Последнее целиком относится, например, к убирающемуся шасси. •
Мы являемся свидетелями значительного роста не только но и V’noc. Этот рост, естественно, нежелателен, но он все же имеет место, так как, увеличивая посадочную скорость, конструк — я тор мог достигнуть больших значений максимальной скорости.
Не будем останавливаться подробно на важности максимальной скорости полета. Ограничимся лишь несколькими замечаниями.
Скоростной самолет не только проведет боевую операцию в более короткое время, но и борьба с ним с помощью как зенитной артиллерии, гак и истребительной авиации будет чрезвычайно затруднена. Здесь следует отметить одну особенность, которая нередко забывается.
Может показаться, что для самолета, обладающего скоростью * 600 км/час, увеличение последней хотя бы на 50 км/час не является существенным, так как этот рост равен только 8°/о значения l/m8v. Однако с точки зрения борьбы истребителей
бомбардировщиками важны в основном не абсолютные, а относительные значения скоростей полета. Если против бомбардировщика, имеющего Сшцх =600 км/час, будет действовать истребитель, обладающий скоростью 700 км/час, то увеличение скорости бомбардировщика на 50 км/час фактически вдвое уменьшит превосходство’ скорости истребителя ПО1 сравнению со скоростью бомбардировщика.
Приведенный пример подтверждает важность повышения Ут. лк даже, казалось бы, на относительно небольшую величину.
Для гражданского воздушного флота вопрос о Ктах также имеет исключительное значение, так *как основным преимуществом самолета по сравнению с иными видами транспорга является скорость.
Перед конструкторами современных самолетов, особенно военных, стоит в настоящее время задача построить не просто самолет с большой скоростью полета, а самолет, который по1 своим скоростным свойствам’ стоял бы выше построенных ранее и вместе с тем был бы не гоночным самолетом, а выполняющим ряд функции, заданных тактико-техническими требованиями. Проектируя
такой самолет, приходится решать чрезвычайно трудную комплексную задачу.
*Не менее трудно добиться сохранения значения l^max при внедрении опытного самолета в ‘крупносерийное строительство и повышения в дальнейшем его Umax путем последовательных модификаций.
В дни Великой Отечественной войны эта задача особенно важна, так как повышение V*»»» самолета путем его модификации с точки зрения массового выпуска самолетов более выгодно, чем переход к строительству новых типов.
Настоящая книга преследует в первую очередь цель оказать помощь конструктору, проектирующему скоростной самолет или модифицирующему его. Правильно выбрать с точки зрения скорости полета ту или иную конструкцию самолета можно, лишь зная пути достижения больших скоростей И методы расчета V^nax — Именно поэтом^ первые главы книги посвящены изложению теоретических и экспериментальных данных по лобовому сопротивлению и способу расчета максимальной скорости полета. В последней главе на основе изложенных методов приведен анализ влияния на V^rngx различных факторов и даны перспективы увеличения скорости полета на ближайший период времени. Эта глава также показывает, решение каких проблем может обеспечить наиболее быстрый рост скорости полета. ‘
Поставив перед собой цель, указанную выше, автор тем самым определил общий характер и содержание книги. Поскольку на — практике решение — вопроса O’ Vmax является комплексной задачей, постольку нам пришлось осветить его по возможности всесторонне с учетом — взаимодействия различных факторов.
К сожалению, автор не является специалистом в области моторостроения и поэтому не мог дать анализа влияния развития авиационного мотора на скорость — полета. -По тем же причинам сжато изложены разделы, касающиеся винтов и винтомоторной группы.
Всюду, где было1 возможно, автор стремился закончить изложение разделов книги определенными рекомендациями. В некоторых случаях рекомендации носят предварительный характер, так как не опираются на достаточный теоретический и экспериментальный материал, однако мы решили, что с соответствующей оговоркой эти рекомендации все же должны быть приведены, так как дать конструктору такие предварительные данные лучше, чем, ожидая полного решения вопроса, предоставить его самому себе.
Максимальная скорость полета определяется цз общеизвест ного, очень простого выражения:
Основная трудность при подсчете Vmax лежит в — правильном } определении сх и к? винта.
На первый взгляд определение £, самолета путем испытания его модели в аэродинамической трубе не является сколько-нибудь
S
сложной задачей. Однако такая точка зрения безусловно глубоко ошибочна.
В настоящей книге мы показываем, насколько непозволительно переносить без поправок, >цо существу неизвестных, данные эксперимента в аэродинамической трубе в условия натуры. Если такой путь решения задачи еще был возможен длй относительно плохо обтекаемых самолетов, вчерашнего дня, то для современных самолетов, у которых основным видом сопротивления является сопротивление трения, он должен быть оставлен. Конечно, очень заманчиво рассматривать в выражении сопротивления
X = cxS величину сг постоянной. Но такой самообман щнйодит
б расчетах только к ошибочным результатам’ и очень часто дает основания для неверных выводов. То, что с,==/(/?£, ./Wfl), было известно очень давно, однако только за последнее время теоретические и экспериментальные исследования зависимости сг — от чисел Рейнольдса и Маха достигли такого уровня, при котором выводы из них могут быть непосредственно использованы при проектировании.
Наиболее плодотворными — в отношении выработки практических рекомендаций по расчету Vm*. с учетом Re и отчасти Ма были исследования, проведенные за последние шесть лет. В частности, это привело к тому, что автор отказался от переработки написанной им, в 1936—1937 гг, книги ^Скорость полета», преследовавшей вели, аналогичные поставленным в настоящей работе, и решил написать книгу заново.
Предлагая в качестве основы для расчета Vmax новый аналитический метод построения поляры Лилиенталя в диапазоне малых углов атаки, являющийся более точным, чем другие известные методы, включая и базирующиеся на результатах испытания модели самолета в аэродинамической трубе, автор должен был обосновать свои рекомендации как теоретическими соображениями, так, и особенно; экспериментальными данными, возможно более приближающимися к условиям натуры.
Последнее невольно отразилось на объеме книги» и в некоторых местах усложнило усвояемость текста.
Имея в виду, что в числе читателей книги будут практики, для которых важен сам метод, а не его обоснование, в конце глав приведено изложение последовательности расчетов «и даны примеры, а в конце книги в приложении IV дан полный расчет t ■V„ самолета и приведены основные расчетные графики, которыми придется чаше всего пользоваться.