Лекции по аэродинамике. Учебное пособие по аэродинамике содержание содержание 2 раздел I. Основы аэродинамики 4 Тема основные понятия и законы аэродинамики 4 Классификация летательных аппаратов 5 атмосфера земли 6
 Скачать 9.65 Mb.
|
Скорость, потребная для виражаИ  з схемы Рисунок 11.3 видно, что для выполнения виража необходимо увеличить подъемную силу по сравнению с горизонтальным полетом: . Из уравнения получим:  Скорость, потребная на вираже, в  раз больше, чем в горизонтальном полете. Так как перегрузка на вираже больше единицы, потребная скорость больше скорости горизонтального полета при том же угле атаки.Если до выполнения виража полет выполнялся на малом угле атаки, т.е. на большой скорости, для увеличения подъемной силы на вираже можно увеличить угол атаки. Если до выполнения виража полет выполнялся на больших углах атаки, т. е. на малой скорости, то увеличивать угол атаки нецелесообразно, так как возможен срыв в штопор. Необходимо увеличивать мощность силовой установки, не изменяя угол атаки. Влияние высоты. С увеличением высоты полета скорость, потребная для виража, увеличивается. При этом скорость по прибору остается неизменной. Выполняя вираж на высоте, необходимо выдерживать ту же скорость по прибору, которая необходима у земли (при одинаковом полетном весе самолета). Влияние веса самолета. С увеличением веса потребная скорость горизонтального полёта возрастает. Соответственно возрастает и потребная скорость для виража. Тяга и мощность, потребные для виража Потребной тягой и мощностью для виража называется необходимая тяга или мощность, необходимые для уравновешивания лобового сопротивления самолета на правильном вираже при данных значениях угла атаки и угла крена. Увеличение потребной скорости на вираже сопровождается увеличением лобового сопротивления по сравнению с горизонтальным полетом. Поэтому потребные для виража тяга и мощность должны быть больше, чем для горизонтального полета.  Но потребная скорость на вираже равна  следовательно: откуда  Из формулы следует, что с увеличением крена (перегрузки) потребная тяга на вираже возрастает. Потребная мощность равна  откуда  Следовательно, с увеличением крена потребная мощность увеличивается сначала медленно, а потом более резко пропорциональноny3/ 2 (Рисунок 11.5).  Рисунок 11.5 Увеличение потребной для виража мощности в зависимости от угла крена Радиус и время виража Радиус и время виража являются основными величинами, характеризующими маневренные возможности самолета в горизонтальной плоскости. Радиус виража – это радиус окружности виража. Для уменьшения радиуса виража необходимо увеличить горизонтальную составляющую подъемной силы  . Для этого следует увеличить крен самолета, одновременно увеличивая подъемную силу.Центростремительная сила по величине равна центробежной силе:  Откуда можно определить радиус виража:  .Анализируя формулу, сделаем заключение: радиус виража будет меньше, если: - меньше скорость; - больше крен самолёта; - больше коэффициент подъемной силы Су. Время виража определяется как отношение длины окружности, которую описывает центр тяжести самолета на вираже, к скорости самолета:  .Из формулы видно, что время виража (как и радиус) определяется скоростью и нормальной перегрузкой. Для уменьшения времени виража необходимы те же условия, что и для уменьшения радиуса. Предельный вираж. При увеличении крена на вираже наступает момент, когда для выполнения виража потребуется мощность силовой установки, равная максимальной. Дальнейшее увеличение крена вызовет снижение самолета, так как правильный вираж невозможен. Вираж, для выполнения которого на заданной высоте и максимальном крене использована вся мощность силовой установки, называется предельным виражом. Задача Определите подъёмную силу самолёта в полёте с перегрузкой n=1,5. Вес самолёта G=20000 кгс. Задача При каком угле крена самолёт выполняет правильный вираж радиусом Rв=1000 м со скоростью Vв=360 км\ч? Управление самолетом на правильном вираже Для выполнения виража самолет необходимо накренить элеронами, но одновременно отклонить руль направления в сторону виража. Отклонение руля направления необходимо для компенсации лобового сопротивления, стремящегося развернуть самолет во внешнюю сторону, в сторону внешнего полукрыла. Внешнее полукрыло движется по внешнему радиусу (11.6), скорость его больше, чем внутреннего полукрыла, и, следовательно, подъемная сила и лобовое сопротивление больше.  Рисунок 11.6 Уравновешивание противодействующих виражу моментов рулем направления Таким образом, для выполнения правильного виража необходимо плавно отклонить ручку управления и 'педаль (руль направления) в сторону виража. По достижении •необходимого крена и угловой скорости ручку управления необходимо отклонить в противоположную сторону, а также отклонить педаль в противоположную сторону. После того как ввод закончен, крен, положение капота самолёта относительно горизонта и угловую скорость необходимо сохранять постоянными. Для вывода из виража необходимо ручку управления и педаль отклонить в сторону, обратную виражу. Спираль Спиралью называется полет самолета по винтовой линии (траектории) с заданным креном и скоростью. Если спираль применяется для набора высоты, она называется восходящей, если для потери высоты - нисходящей. Если скорость, угол крена и угол наклона траектории с течением времени не изменяются, спираль называется установившейся. Установившаяся спираль называется правильной, если она выполняется без скольжения. Схема сил. Схема сил, действующих на самолет при выполнении спирали, показана на 7. Движение центра тяжести состоит из двух: вниз с вертикальной скоростью VУ=Vsin  и в горизонтальной плоскости по окружности со скоростью Vx=Vcos.Вес самолета G раскладывается на составляющие, Gcos и Gsin. Подъемная сила Y раскладывается на составляющие: Ycosy - в вертикальной плоскости и наклоненной вперед, и Y sin - лежащей в горизонтальной плоскости. Сила Y sin является центростремительной, искривляющей траекторию движения самолета. Рисунок 11.7 Схема сил на спирали Уравнения движения самолета на установившейся нисходящей спирали: условие постоянства скорости  ;условие постоянства угла наклона траектории  ;у  словие искривления траектории . Перегрузка на спирали. Перегрузка на спирали, действующая по направлению подъемной силы Y, определяется из условия постоянства угла наклона траектории полета:  Из формулы следует, что перегрузка на спирали меньше, чем на вираже при том же угле крена. Чем больше угол наклона траектории, тем меньше потребная перегрузка. Так же, как на вираже, самолёт на спирали имеет потребную скорость и радиус:   .Скорость, потребная для выполнения спирали, больше потребной скорости для горизонтального полета при одинаковом угле атаки.  Из формулы следует, что радиус спирали всегда меньше радиуса виража, так как cos <1.Шаг спирали. Высота, которую теряет самолет (или набирает) за один виток спирали, называется шагом спирали. Шаг спирали определяется из развертки одного витка спирали:  .Из формулы следует, что при увеличении скорости и угла наклона траектории полета шаг спирали увеличивается.Спираль, за один виток которой самолет теряет наименьшую высоту, называется наивыгоднейшей. Вертикальная скоростьVy при выполнении наивыгоднейшей спирали имеет наименьшую величину. Минимальный шаг спирали получается при крене g=45°. Выполнение спирали с креном более или менее 45° ведет к увеличению шага спирали. Занятие №19 |