АЭРОМЕХАНИКА САМОЛЕТА

Многие характерные режимы полета современных ско­ростных самолетов связаны с достаточно быстрым изменением ско­рости и высоты (а значит и уровня энергии). Такие режимы нельзя считать установившимися. В то же время, если этапы полета с пере­менной высотой и скоростью достаточно продолжительны, а изме­нение направления вектора скорости при этом невелико (т. е. про­изводные 0 и ¥ малы), то движение здесь можно считать квазипря — молинейным, по крайней мере в среднем для всего этапа полета. В частных случаях при…

Для самолетов с винтовыми и турбовинтовыми двигате­лями, характеристики которых задаются в виде зависимости мощ­ности от скорости и высоты полета, аэродинамический расчет произ­водится обычно по методу мощностей. Метод мощностей аналогичен упрощенному методу тяг. Для определения основных летных характеристик самолета вместо совме­щенных графиков потребных и располагаемых тяг строят совме­щенные графики потребных и располагаемых мощностей (рис. 3.10). І Іотребная для горизонтального установившегося полета мощ­ность равна произведению потребной тяги на скорость полета Nn = PnV = XaV. (3.40) Подставив…

Рассмотрим режимы установившегося (V = 0) прямоли­нейного (0 = 0) или квазипрямолинейного (0 — мало) снижения самолета без крена и скольжения (т. е. при ¥ — 0). При снижении с работающим двигателем, как и при наборе высоты -Реи — Ха — mg Sin 0СН — (3.31) Считая Р (a f Фр) С Ya, находим

Обычно диаграмма потребных и располагаемых тяг строится для не­которых заданных или стандартных значений термодинамических параметров атмосферы (давление, плотность, температура и т. п.) при отсутствии ветра. При изменении параметров атмосферы потребные и располагаемые тяги, построенные в функции высоты и скорости полета, будут, очевидно, иными. Изменяются и летные характеристики — максимальная и минимальная скорость, скороподъемность, потолок. Рассмотрим, как влияет изменение условий полета на взаимное расположение кривых потребных и располагаемых тяг. Учитывая, что и аэродинамические силы Ха и…

Метод тяг используется не только для анализа режимов горизонтального установившегося полета, но и при расчете уста­новившегося набора высоты — подъема самолета с постоянной ско­ростью. В этом случае из уравнений движения следует (при малых а и <рр) Р„в — Ха = mg slnti. (3.12) При установившемся наборе высоты тяга двигателя РнС должна уравновешивать не только силу сопротивления Ха, как в горизон­тальном полете, но и составляющую силы тяжести mg sin 0. Сравни­вая потребную тягу Рнс с располагаемой,…

В установившемся (V 0) горизонтальном (0 = 0, Н = = 0) прямолинейном 0? = 0, уа — 0, Р = 0) полете уравнения движения центра масс самолета (1.44) … (1.46) вырождаются в урав­нения равновесия сил Р=Ха; (3.1) Ya — Ь Р (а — Ь фР) = mg. (3.2) Считаем а и фр небольшими, cos (а + фр) « 1, sin (а + фр) ~ » а + фр, и скорость полета не превышающей 1000…

Установившимися называют режимы полета, для которых основные кинематические параметры движения и, прежде всего, скорость, постоянны или меняются достаточно медленно. Если усло­вие постоянства основных параметров движения выполняется при­ближенно, говорят о квазиустановившихся режимах. Для установив­шихся и квазиустановившихся режимов при анализе движения центра масс самолета ускорение пренебрежимо мало и инерционный член mV можно не учитывать. В установившемся полете управля­ющие воздействия, найденные для опорного движения, углы атаки, крена и скольжения, перегрузка, режим работы двигателя неиз­менны, а в квазиустановившемся —…

При расчете траекторий и летных характеристик самолета необходимо учитывать ограничения, накладываемые на допустимые режимы полета по условиям безопасности, прочности, надежной работы силовой установки, нагрева и т. п. Уровень ограничений зависит от области режимов полета (основные, эксплуатационные предельные). В основной и эксплуатационной областях ограничения жестче, в предельной, когда речь идет об особых обстоятельствах, основные ограничения, как правило, устанавливают менее жесткими. Обычно для самолета задают максимальные допустимые по условиям прочности значения скоростного напора (индикаторной скорости) — эксплуатационные…

На современных самолетах применяются силовые уста­новки с турбореактивными (ТРД) воздушно-реактивными двигате­лями (в том числе двух контурными ДТРД и форсажными ТРДФ) и турбовинтовыми (ТВД). В воздушно-реактивных двигателях в качестве окислителя используют атмос­ферный кислород, поэтому их характеристики существенно зависят от параметров потока воздуха на входе в воздухозаборники, а значит от высоты и скорости (числа М) полета. Необходимое изменение параметров потока воздуха в камере сгорания двигателя может обеспечиваться за счет его предварительного сжатия в компрессоре. К бескомпрессорным воздушно-реактивным…

Аэродинамические характеристики самолета — это зави­симости аэродинамических коэффициентов подъемной силы с,,а, силы лобового сопротивления сха и боковой силы сга от ориента­ции самолета в потоке (углов аир), параметров подобия обтекания (чисел М, Re и т. п.); отклонения органов управления, конфигу­рации самолета. Если заданы аэродинамические коэффициенты в связанной или полусвязанной системе, производится их пересчет к скоростным осям координат с использованием направляющих косинусов (см. табл. I приложения). При известных сха, с!/а и сга • Рис. 2.1. Типичная зависимость…

Уравнения движения центра масс самолета используют для расчета траектории и определения летных данных только в том случае, если заданы параметры самолета: масса самолета т (текущая или начальная)^ площадь крыле S, запас топлива на борту. щ, тяга двигателя на Земле Я» или тяговосруженность TQ — Pjmg, условия полета, а также заві >• осп, определяющие величину аэро­динамических сил {или их коэффициентов), изменение тяги « удель­ного расхода топлива для различных условий полета. Должны также быть заданы или рассчитаны…

Уравнения поступательного движения самолета (1.44) … (1.46) или (1.51), уравнения вращательного движения (1.57) и ки­нематические уравнения (1.19), (1.24) образуют систему уравнений движения самолета. При заданном начальном состоянии, условиях полета, возмущающих воздействиях и характеристиках самолета и двигателя движение самолета, описываемое этой системой уравне­ний определяется программой или законом формирования управ­ляющих воздействий. Управляющими воздействиями, определяющими движение са­молёта, являются отклонения аэродинамических органов управле­ния (6Э, бн, б8 и т. п.).и режим работы двигателей (значение тяги Р или степени дросселирования Тяги/?)….

Уравнение движения центра масс в векторной форме Положение и движение самолета в полете определяют относительно поверхности Земли. Поэтому за основную систему отсчета, принимают геоцентрическую неинерциальную систему ко­ординат, связанную с Землей и совершающую вместе с ней суточное вращение с угловой скоростью со3 (земная система отсчета). Движение центра масс самолета описывается динамическим —► —>- —► уравнением (1.7), которое после подстановки FBIi = RA + mgr примет вид m^^P + RA + mgr + F’ + F*, (1.32)…

Самолет движется в воздухе под действием аэродинамиче­ских сил, тяги двигателей и силы тяжести. Движение самолета на Земле происходит под действием указанных сил, а также сил реак­ции Земли и сил трения. Тяга двигателей Р обычно лежит в плоскости симметрии XOY самолета и составляет некоторый известный угол фя с положи­тельным направлением оси ОХ. Используя матрицу направляющих косинусов между осями связанной и траекторной систем координат, проекции тяги двигате­лей на оси траекторной системы получим в следующем виде: Рхя —…

( Кинематические уравнения связщвают между собой кине­матические и геометрические характеристики поступательного дви­жения центра масс самолета и вращения его относительно центра масс, Сэ также угловые скорости подвижных систем координат с па­раметрами движения самолета?} Кинематическое ————— dq> VK cos 6 cos dH.. . . dX ~dt ^ Vk Sln 6’ = где R3 H ~ r, R3 — радиус Земли; H — высота полета. Кинематические уравнения, описывающие вращение самолета относительно нормальной системы координат, устанавливают связь между производными…