Файл: Лебедев А.А. Динамика полета беспилотных летательных аппаратов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 09.04.2024

Просмотров: 280

Скачиваний: 16

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

3.3. КОЭФФИЦИЕНТ ПОДЪЕМНОЙ си л ы ЗАДНИХ НЕСУЩИХ ПОВЕРХНОСТЕЙ

Эффективный угол атаки задних консолей

можно записать

в следующем виде:

 

а эффП = £ааіі Sep) + (*8оя5)п

(3.84)

По сравнению с выражением (3.77), здесь введен средний угол ■скоса потока еСр. Так как угол скоса потока пропорционален нормальной силе передних консолей, то формулу еср можно по­

лучить из формулы 8?Р (3.34), умножив ее на отношение

сп\

( СуІ из.кр^см)і

Учитывая равенство (3.34), найдем

_ 57,3 і Ік\ с„і

(3.85)

Р

ZB /кіі ХКІ К аац

При определении і по рис. 3.17 вертикальную координату вих­ ря у в в данном случае следует подсчитывать по общей формуле (3.36). Множитель фе определяется путем графического построе­ ния для каждого сочетания М, а и 6і.

Зная эффективный угол атаки задних консолей аэффп, не­ трудно найти коэффициенты спц, ( c ^ n и сѵц :

-с„п=57,3 (c;lH3-KpSin аэфф cos а9фф)іі+ (Л s n H a ^ V s ig n a ^ ; (3.86)

 

(сг/і)п =

спcos ^— схоsin &)

I

(3.87)

Cyii с„и ( —— cos а cos 8 — sin а sin

Cxon sin (а -j-Sii)- (3.88)

V

К*

 

/ и

 

 

Эти выражения аналогичны выражениям (3.78),

(3.79)

и (3.80).

В частном случае, когда 6ц = 0, расчетные формулы принима­

ют вид

 

 

 

 

 

 

аэффЧ —k&nii

scp);

 

(3.89)

 

( с у \ ) II =

f К

 

 

(3.90)

 

 

 

 

 

С У И :

 

 

 

(3.91)

191


§ 4. ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА ПОДЪЕМНОЙ СИЛЫ КРЕСТОКРЫЛЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

Крестокрылые

летательные

аппараты могут

иметь + - или Х-образнуіо>

ориентировку крыльев и оперения. Особенность Х-образных крыльев

состоит

в том, что углы атаки консолей

а к не равны

углу атаки

корпуса а. Обозна­

чим угол между иесущей поверхностью и Плоскостью х\Ozi

через г|) (рис. 3.37)

 

 

и назовем

его

поперечным

углом. Если,

 

 

гр = 0, то а к= а.

При

г|)= 90°, независимо or

 

 

величины

угла

атаки

корпуса,

<хк=0.

 

 

Можно показать, что в общем случае спра­

 

 

ведливо соотношение

ф.

 

 

 

 

 

ак

: а

cos

 

(3.92>

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В частном

случае,

когда

"ф = 45°, т. е.

 

 

плоскости

крыльев

взаимно

перпендику­

 

 

лярны,

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

а

 

(3.93)

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3.37. Комбинация кор­

В дальнейшем будем рассматривать имени»

этот вариант, как получивший

наибольшее

пус — Х-образные

крылья

распространение на практике.

 

 

4.1. ПРОИЗВОДНАЯ Су

Как и в случае летательных аппаратов с плоским расположением несущих поверхностей, производные с“ и с“1( связаны соотношением (3.5):

са

V

gjfO

У

57,3 ’

а производная c “t определяется выражением (3.7):

 

с1і — ( с у 1 5

) ф

+

( с £ і 5 * т ) і

+

( C £ I SA;T ) I I -

В этом выражении

 

-----;

 

S „ =

— — , где S, и S[[ — площади

S, =

 

 

I

 

s

 

11

 

5

д в у х консолей

передних и

задних

 

поверхностей, а S — характерная пло­

щадь.

 

_

 

 

 

 

 

 

 

Первое слагаемое

 

 

не зависит

от

поперечной ориентировки кры­

льев и оперения.

второе

слагаемое.

При 4--образной ориентировке передних

Рассмотрим

поверхностей их нормальная сила будет такой же, как и в двухкрылой схеме,, поскольку вертикальная поверхность не оказывает на эту силу никакого влия­ ния. При Х-образной ориентировке (ф = 45°) и малых углах атаки каждая несущая поверхность будет создавать нормальную силу

 

 

 

у(0)

 

у ( а ) _ у( б) __ 1

 

1

1/2 ’

где

— нормальная сила аналогичной

горизонтальной поверхности. Скла-

192


д ы вая геом етрически векторы >Ѵа> и у<*>, получим равнодействую щ ую

Уі=

Таким образом, при малых углах атаки нормальная сила Х-образных передних несущих поверхностей не отличается от нормальной силы аналогич­ ных горизонтальных поверхностей.

Отсюда следует

( су іі)х “ ( сд іі)+ - - cSy W

(3.94)

Рассмотрим теперь величину (с“х)п .

В зависимости от поперечной ориентировки передних и задних консолей

возможны следующие варианты схем летательных аппаратов:

« + + »

(плюс-

плюс), «XX» (икс-икс), «+Х» (плюс-икс), «Х+ » (икс-плюс).

Здесь

первый

значок относится к передним консолям, а второй — к задним.

Вариант « + + » . Поскольку вертикальные консоли не

влияют на нормаль­

ную силу, расчет (с“ і)ц следует вести так же, как я для

летательных аппара­

тов с горизонтально расположенными крыльями и оперением.

Рис. 3.38. К определению произ-

Рис. 3.39. К определению подъем-

водной Cyj

задних

несущих

по-

н°й силы задних несущих поверх-

 

у

,

ѵѵ

\

ностей (вариант «Х+ »)

верхностеи

(вариант «XX»):

'

ѵ

'

1, V,

2, 2' — вихри,

сбегающие

с пе­

 

 

 

а,

редней несущей поверхности;

 

 

 

 

б — задние несущие поверхности

 

 

 

Вариант «XX». При а-й) вихри, сбегающие с передних консолей, проходят параллельно оси корпуса (рис. 3.38). Очевидно, что пара вихрей 11' влияет только на нормальную силу поверхности а, а пара вихрей 22' на нормаль­ ную силу поверхности б. Каждая из задних несущих поверхностей создает нормальную силу

у(0) у(о) _ у(<5) _ ---- !-----_

Ѵ~2

Складывая геометрически векторы Yi<a>и У[б\ получим

гі=у[°>.

7 — 3422

193


т. е. при малых углах атаки нормальная сила задних несущих поверхностей в

варианте «XX» такая же, как и в аналогичной схеме с горизонтальным поло­ жением крыльев и оперения. Отсюда

(сді)пхх~

0і)” + + ~ ( суі )

 

 

 

(3.95)

Вариант «Х+». В данном случае (рис. 3.39) задняя несущая поверхность

находится в поле действия двух пар вихрей, напряженность которых

(пропор­

циональная углу атаки передних консолей) в

V 2 раз

меньше,

чем

в схеме

с горизонтальным положением консолей. Поэтому

при

расчете

производной

(ес, )х+ следует принимать

 

 

 

 

 

 

 

 

* =

2/л

. —

 

 

 

 

(3.96)

 

— ~

= і0У 2 ,

 

 

 

 

 

Ѵ2

 

 

 

 

 

 

где іо— определяется по

рис.

3.17 при следующих

относительных координа­

тах вихрей:

 

 

 

 

 

 

 

 

2у я

2 z a

D + Z B(/, -

D)

 

 

(3.97)

l,

 

 

1и ]/2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Величина (с у і)п х + определяется-

формулой

(3.10).

 

 

 

Вариант «+ Х». Обозначим через і0 коэффициент интерференции, вызван­ ный влиянием пары вихрей 1 и 2 на заднюю поверхность а (рис. 3.40). Так как коэффициент интерференции не за­ висит от знака у в (ем. стр. 171), то влияние вихрей 1 и 2 эквивалентно влиянию вихрей 1 и 2', где 2' — зеркаль­ ное отображение вихря 2 относительно плоскости а. Такое же влияние оказы­ вают вихри 1 и 2 и на поверхность б.

Оба вектора іо наклонены к оси Оух под углом 45°, поэтому суммарный ко­ эффициент интерференции найдем по правилу геометрического сложения:

 

 

 

 

 

і = іо У ~ 2 .

Рис. 3.40.

К определению

Значения іо определяются по рис. 3.17 при

подъемной

силы задних не­

2

у п

2 z B

D + z B ( l { D)

сущих поверхностей

(ва­

риант «+ Х»)

 

I,

U

U V 2

 

 

 

Сравнивая

последние

два

выражения

с

выражениями

(3.96) и (3.97),

видим, что производные е“р в вариантах «Х+ » и «+Х» равны между собой. Следовательно,

(суі)пх + ~ (сгб)і

(3.98)

+ х

На основании изложенного выше можно сделать следующие выводы.

1. Производные

всего летательного аппарата в вариантах « + + » и

«XX» равны между собой и имеют ту же величину, что и в аналогичной схеме с горизонтальным положением крыльев и оперения:

(сг/і)хх — і с1\)+ + с\

(3.99)

194


Производные c “, определяемые формулой (3.5), 'строго говоря, неодинаковы,

так как значения схо у четырехкрылых аппаратов больше, чем у двухкрылых. Но это различие не превышает 1%, поэтому можно принять

 

Ю хх = К ) ++« ^

(З-100)

2. Производные c“j в вариантах «Х+ » и «+ Х» равны

между собой, но

отличаются от

летательного аппарата с горизонтальным положением несу­

щих поверхностей. То же самое можно сказать и о производных с“. Таким образом,

( с</і)х + =

( с^ і) 4-х ^

СІ Ь

(3.101)

( с</)х+ =

( Су) + Х +

° уа

(3.102)

4.2.ПРОИЗВОДНЫЕ с. “И

Вариант « + + » . Для этого варианта очевидны равенства:

( М

_

csi.

/С8П\

гп

(3.103)

\ ° у ) + + —

с у ’

\ с у ) + +

с у

 

Вариант «XX». Пусть все четыре передние консоли отклонены на малый угол 6і. Каждая пара передних и задних консолей работает в тех же усло­ виях, что и в схеме с горизонтальным положением несущих поверхностей и создает нормальную силу

у (°) = у№) = у|°)

Равнодействующая этих сил будет

К1=у(°)|/'2,

откуда

 

 

 

 

 

( сЛ х х

= ( с?

) + У 2 = c'J I 2 .

(3.104)

Путем аналогичных рассуждений получим соотношение

 

(с? ‘)хх = (<£")+ + ѵ "2 = S UV"2.

(3.105)

Вариант «Х+». При отклонении всех четырех передних консолей произ­

водная с J летательного аппарата

определяется по аналогии

с выражением

(3.49):

 

 

 

 

 

( су

) х + =

[ ( С

 

Щ і + (<# SÄT) n ] x+ .

(3.106)

Здесь

 

 

 

 

 

( сі !

) х + =

У

2

= (^ іи з -к р ^ со « )!^ 2";

(3.107)

( СД Іі)х+

~

( С(/1из.кр^сш)іІ ( Еср)х + -

(3.108)

7*

195