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

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

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 • с24

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