ЛОБОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОПЕРЕНИЯ, ИНТЕРФЕРЕНЦИИ,. СИСТЕМ ОХЛАЖДЕНИЯ, ВСАСЫВАНИЯ И ВЫХЛОПА

20. ЛОБОВОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОПЕРЕНИЯ

Анализ и расчет сопротивления оперения. Если общая тен­денция развития самолетостроения характеризуется увеличением нагрузки на крыло-, а следовательно, и уменьшением площади крыльев при заданном полетном весе, то уменьшение площади оперения происходит более замедленно и, таким образом, отно­шение .площади оперения к площади крыла увеличивается. Рост этого отношения, естественно, приводит к росту доли сопро­тивления оперения в суммарном сопротивлении самолета.

Для многих современных самолетов площадь оперения состав­ляет до 30—35% площади Крыльев-, и правильная оценка сх опе­рения достаточно важна.

Особенностью условий работы оперения по сравнению с кры­лом с точки зрения схр являются меньшие значения Re.

Малые Re при отличной отделке поверхности оперения и при выносе его из струи винта позволяют сильно сдвинуть назад по­ложение точки перехода. При этом выигрыш в величине схр будет

очень велик. Так, например, симметричный профиль ЦАГИ В тол­щиной 12% при су =0 и Re ^4 ■ 10е имеет при отличной отделке поверхности положение точки. перехода примерно на 40—45% хорды, при этом его схр равно 0,006. Если благодаря шерохова­тости или струе винта пограничный слой станет целиком турбу­лентным, то схр увеличится на 58% и окажется равным’ 0,0095. Необходимо заметить, что положение точки перехода на 40% при наибольшем разрежении на 16% хорды требует особенно ттцатель — х пой отделки стабилизатора и’ киля; в противном случае точка перехода ‘переместится в точку минимального давления, схр станет равным 0,0083 и сопротивление профиля повысится, правда, мень­ше, чем при полностью турбулентном слое, но все же на 38%.

Выше мы писали, что на крыле в струе винта существование ламинарного слоя невозможно. Такой точки зрения придержи­ваются английские авторы» [16, 85], обладающие широкими экс­периментальными данными по исследованию пограничного слоя в полете. Справедливо ли такое утверждение для оперения, находящегося далеко от винта, остается неясным.

Оперение двухмоторных самолетов часто располагается так, что оно, особенно горизонтальное, не находится в струе винтов.

1 акое расположение оперения в частности, можно встретить на ряде самолетов фирмы Локхид. Если предположить, что в потоке от винта оперение не может иметь ламинарного слоя, то, вынося оперение из струи винта и тщательно отделывая его поверхность, можно получить весьма ощутимое уменьшение сх оперения.

Второй особенностью условий работы оперения является то, что лишь при 8 рулей, равном нулю, оперение представляет обычно симметричный профиль. На режиме l/max значительных отклонений рулей не бывает, но и небольшое 8 приводит к уве­личению схр оперения. При 8 = 5° и при том условии, что ребро атаки руля с осевой компенсацией не выходит из обводов опе­рения, и не учитывая потерь в щелях, можно считать, что схп возрастает на 0,0007—0,001. При меньших отклонениях руля эту величину допустимо снизить пропорционально величине откло­нения руля.

При отсутствии осевой компенсации и при хорошей пригонке руля высоты к стабилизатору и руля направления к килю

_ 0,0008

«КГ Ш — ” >

^1 ср

где ^fcp— средняя геометрическая хорда оперения; при щели, большей 8 мм, коэфициент 0,0008 следует повысить до 0,0012. При наличии осевой компенсации потери должны быть больше. Не имея надежных экспериментальных данных, мы рекомендуем подсчитывать Асх щ по формуле

Дсх щ = _1_ 0,0005 ^ А,

"^1 ср -‘І

где I — размнх оперения, а ^ — размах шели.

Так как для оперения обычно применяются симметричные профили и толщина профиля у оперения меньше, чем у крыла,

10 С ТОЧКИ зрения достижения Мйкр оперение находится в более выгодных условиях, чем крыло.

Последовательность расчета сх Оперения такова. Зная де­градацию стабилизатора и имея испытания модели на устойчи­вость или расчет устойчивости, находят угол атаки оперения иа режиме Утах и угол отклонения руля высоты. Зная угол атаки и X оперения, можно подсчитать су, а следовательно, и сх, опере­ния, величина которых зависит в основном от центровки самолета. На режиме Ушах си, а следовательно, cxi не могут быть велики.

Исходя из Ьср ~ —, подсчитывают Reoa. На режиме Vmax

^оп

допустимо скорость потока у оперения считать равной скорости полета. Если оперение не находится в струе от винта и хорошо отделано, то по фиг. 56 определяют положение точки перехода. При отсутствии данных о положении на профиле минимума давления можно считать, что он находится на 13% хорды. (У симметричных профилей толщиной 12% серий NACA 00, RAF-30 и ЦАГИ В минимум давления лежит соответственно на 10, 15 и 16% хорды.) Если поверхность оперения находится в струе винта или плохо отделана, то рекомендуется считать пограничный слой целиком турбулентным. Пользуясь графиками 2сj ==/(Re) и к (фиг. 27, 67), определяют схр оперения для толщины, соот­ветствующей бср. При наличии неровностей учитывают их влия­ние способом, описанным в предыдущей главе.

Если на режиме Vmax руль высоты отклонен, то влияние о учитывается способом, указанным выше. К схр добавляется Дсх щ. Если установоч­ный угол атаки стабилизатора и 8 руля неиз­вестны, то подсчитать схі и влияние отклонения руля нельзя. В этом случае допустимо прене­бречь их влиянием на сх оперения. При опре­делении S горизонтального оперения мы реко­мендуем считать и ту площадь стабилизатора, которая лежит на фюзеляже или входит в него.

В хвостовой части фюзеляжа пограничный слой особенно легко может быть сорван, поэтому с точки зрения интерференции оперение находится в худших условиях, чем крыло. Учитывая в сопротивлении ту площадь стабилизатора, которая фактически занята фюзеляжем, мы делаем добавку на влияние интерфе­ренции.

Вертикальное оперение очень часто является развитием хвосто­вой части фюзеляжа, плавно переходящего в киль. В этом случае при подсчете сх площадью вертикального оперения следует счи­тать показанный на фиг. 202 заштрихованный участок, относя ниж­нюю часть руля направления к поверхности фюзеляжа, но вводя в расчет сх вертикального оперения полную длину щели, обра­зующейся при переходе к рулю направления.

‘При определении сх вертикального оперения допустимо счи­тать, что сri равно нулю и руль направления не отклонен.

Оставьте ответ

Вы можете использовать эти HTML теги и атрибуты: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>