Файл: Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 10.04.2024
Просмотров: 227
Скачиваний: 17
тяжести ц. т. (рис. 5 . 3 0 ) , на самолет действует значительный пи кирующий момент, под действием которого он начинает вращаться в сторону уменьшения угла атаки. Чтобы этого не произошло, по
мере |
увеличения |
числа М о о |
на горизонтальном оперении прихо |
дится |
создавать |
все большую |
отрицательную подъемную силу Уг.о, |
кабрирующий момент которой относительно центра тяжесги урав
новешивал бы пикирующий момент пары сил |
(У, G). В этом же |
|
диапазоне |
чисел |
М < » увеличивается |
стреловидность крыла. Так как при |
||
этом его |
СЛХ перемещается назад, |
плечо между центром тяжести и фоку сом крыла, а значит, и пикирующий
|
|
|
|
момент |
дополнительно увеличиваются. |
|||||||
|
|
|
|
Чтобы |
уравновесить |
самолет, |
прихо |
|||||
|
и |
|
|
дится |
увеличивать силу |
Yr,0. |
Но эта |
|||||
|
|
|
сила направлена вниз и, следователь |
|||||||||
Рис. 5.30. |
Образование |
пики- |
|
|||||||||
|
но, |
вычитается |
из |
подъемной |
силы |
|||||||
рующего |
момента при |
увели- |
|
крыла. |
Восстановление |
необходимой |
||||||
чении числа М _ |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
подъемной |
силы |
осуществляется уве |
||||||
|
|
|
|
личением угла атаки. В результате |
||||||||
индуктивное сопротивление |
и |
крыла и |
оперения |
возрастает. Вы- |
||||||||
игрыш, |
полученный |
за счет |
увеличения |
стреловидности, |
в |
значи- |
||||||
тельной |
степени теряется, |
приходится удовлетворяться поворотом |
||||||||||
не всего |
полукрыла, а только |
его |
части (см. рис. 5.29), |
а |
из-за |
|||||||
этого не в полной |
мере |
используются |
возможности |
увеличения |
удлинения крыла на взлетно-посадочных режимах. Возможны два пути повышения эффективности крыла изменяемой геометрии: перемещение узлов крепления полукрыльев при увеличении стрело видности вперед,'что технически чрезвычайно сложно, или пере ход к другим способам уравновешивания самолета.
ЧАСТЬ II ДИНАМИКА ПОЛЕТА
ОБЩИЕ ЗАМЕЧАНИЯ
В динамике полета рассматривается не движение воздуха, а действительное движение самолета. Поэтому вместо скорости не возмущенного потока V'oo здесь удобнее пользоваться равной ей по величине и противоположно направленной истинной скоростью по лета V. Соответствующее ей число М = М«, также будем называть числом М полета. Скоростной напор qx невозмущенного потока, смысл которого от обращения движения не меняется, по аналогии
со скоростью |
и числом М полета будем |
обозначать |
просто |
q |
(без индекса |
«оо»). Параметры /?«,, р<х>, Тх, |
чтобы подчеркнуть |
||
их связь с высотой Н полета, будем отмечать индексом «Я»: |
рн, |
|||
Введем еще один параметр, весьма удобный для характери |
||||
стики режима |
полета,— и н д и к а т о р н у ю |
с к о р о с т ь |
I7 ,-. Пусть |
|
самолет летит на высоте Н со скоростью V. При этом скоростной |
||||
напор q = — g — • Очевидно, можно подобрать такую скорость |
V;, |
которой в полете на уровне моря при стандартном -значении плот
ности воздуха р0 = 0,125кгс • с2/м4 |
соответствовал бы такой же ско- |
||
ростнои |
напор q |
Из равенства скоростных напоров |
|
|
|
2 |
2 |
вытекает |
соотношение |
между истинной и индикаторной скоростя |
|
ми полета; |
|
|
|
|
|
|
(6Л) |
191
Таким |
образом, |
индикаторная скорость |
полета — это |
условная |
||
скорость, |
которой |
при стандартном значении |
плотности |
воздуха |
||
на уровне моря соответствовал бы такой |
же |
скоростной |
напор, |
|||
как и в действительных условиях данного |
полета. |
|
|
|||
В летной практике вместо индикаторной скорости |
V,- |
часто |
||||
пользуются так называемой п р и б о р н о й |
с к о р о с т ь ю |
|
п о л е - |
т a V7 n p , отсчитываемой непосредственно по широкой стрелке КУС (комбинированного указателя скорости), которая несколько отли чается от индикаторной за счет погрешностей измерения скорост ного напора (измерение скорости полета рассматривается в курсе авиационного оборудования самолета). Поэтому индика торную скорость часто называют исправленной приборной ско ростью.
Согласно |
правилам |
механики |
движение самолета |
(твердого |
тела) можно |
разделить |
на движение его центра тяжести по не |
||
которой траектории и |
вращение |
вокруг центра тяжести |
(вокруг |
осей связанной системы координат с началом в центре тяжести самолета).
Собственные свойства самолета в первом из этих движений определяют его маневренные возможности. К таким свойствам от носятся: минимальная и максимальная скорости полета, макси мальная скорость подъема, предельные радиусы и угловые скоро сти искривления траекторий в вертикальной и горизонтальной пло скостях, характеристики разгона и торможения самолета, харак теристики дальности и продолжительности полета, изменения всех перечисленных выше характеристик по высотам и т. д.
Собственные свойства самолета во втором из этих движений, сравнительно мало влияя на общий характер маневров, опреде ляют поведение самолета в каждой точке траектории, а следова тельно, определяют и общий характер, степень сложности и воз можную точность пилотирования. Эти свойства называют пило тажными. К ним прежде всего относятся характеристики устойчи вости и управляемости самолета.
В данном учебнике используется описанное выше деление дви
жения, однако последовательность изложения учебного |
материала |
|
не будет в полной мере соответствовать |
ему. Вначале |
рассмотре |
ны простейшие случаи движения центра |
тяжести самолета (пря |
молинейный полет), затем пилотажные свойства самолета и лишь после этого рассматриваются более сложные и общие случаи дви жения самолета по траекториям. Такая последовательность соответ ствует специфике подготовки летчика: пилотажные свойства само лета изучаются на базе уже известных закономерностей его дви жения по траекториям, а сложное криволинейное движение анализируется с учетом характеристик устойчивости и управляе мости самолета.
Во второй части учебника принята техническая система единиц,
192
Г л а в а 6
ПЕРЕГРУЗКИ, ОБЩИЕ УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ САМОЛЕТА
§ 6.1. Силы, действующие на самолет в полете,
полная перегрузка и ее составляющие
На самолет в полете действуют три силы:
— -полная аэродинамическая сила R;
—эффективная тяга силовой установки Р;
—полетный вес самолета G.
Полную аэродинамическую силу будем заменять ее состав ляющими в поточной системе координат: подъемной силой У, ло
бовым сопротивлением Q и боковой силой Z. |
|
|
|||||||
В механике силы делят на поверх |
|
|
|||||||
ностные |
и |
массовые. |
Поверхностные |
|
|
||||
силы — это |
равнодействующие |
нагру |
|
|
|||||
зок, распределенных по какой-либо по |
|
|
|||||||
верхности. К ним в данном случае от |
|
|
|||||||
носятся |
полная |
аэродинамическая |
си |
|
|
||||
ла, возникающая при |
взаимодействии |
|
|
||||||
воздушного потока с внешними по |
|
|
|||||||
верхностями |
самолета, |
и сила |
тяги — |
|
|
||||
результат |
взаимодействия |
|
газового |
|
|
||||
потока с поверхностями проточной ча |
|
|
|||||||
сти двигателя. |
Массовые |
силы — это |
|
|
|||||
силы, действующие на |
элементы массы |
|
|
||||||
и пропорциональные массе. Одной из |
|
|
|||||||
таких СИЛ является сила веса. |
|
Рис. |
6.1. |
Реакция летательного |
|||||
В ОТЛИЧИе |
ОТ поверхностных |
СИЛ аппарата, |
действующая на лет- |
||||||
|
|
|
|
г |
|
|
|
|
чика |
массовые силы не создают никаких |
|
|
|||||||
нагрузок |
ни |
в |
конструкции |
самолета, |
|
|
|||
ни в организме |
летчика. Если |
какой-нибудь |
летательный аппарат |
(например, космический корабль на пассивном участке траекто рии) находится под воздействием только сил веса, то все его части, все тела, находящиеся в нем, движутся с одним и тем же ускоре нием g независимо от наличия или отсутствия механических свя зей между ними. Сила веса не передается от тела к телу. Сопри касающиеся тела не оказывают механического воздействия друг на друга. Такое состояние летательного аппарата и его экипажа называют состоянием невесомости.
Теперь предположим, что летательный аппарат находится вне поля тяготения и к нему приложены только поверхностные силы, равнодействующая которых равна Rn (рис. 6.1). Имея вместе с экипажем массу т, летательный аппарат будет двигаться с ускоре-
нием |
Чтобы все находящиеся в нем тела двигались с та |
ким же |
ускорением и относительно аппарата остались на прежних |
7—831 |
193 |