С учетом влияния экрана земли

Приращение коэффициента подъемной силы, вызванное экранным влиянием земли, подсчитывается по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (23)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент подсчитанный ранее (стр. 13).

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (24)

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – относительное расстояние от крыла до земли при посадке;

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – расстояние от края закрылка до земли при посадке (табл.1, стр.5);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – хорда средняя крыла с выпущенным закрылком (табл.1, стр.5).

Данные для расчета: С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Теперь можно определить максимальный коэффициент подъемной силы при посадке с учетом экрана земли по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (25)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент подсчитанный ранее.

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Угол атаки нулевой подъёмной силы при посадке С учетом влияния экрана земли - student2.ru остается таким же, как без учета экрана.

Подсчитываем производную С учетом влияния экрана земли - student2.ru с учетом влияния экрана земли

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (26)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – производная коэффициента подъемной силы (табл.1, стр.5);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – стреловидность по линии фокусов, град (табл.1, стр.4);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – фиктивное удлинение крыла, учитывающее влияние экрана земли.

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (27)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – эффективное удлинение (табл.1, стр.5);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – размах крыла, м (табл.1, стр.4);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – расстояние от края закрылка до земли при посадке, м (табл.1, стр.5).

Данные для расчета: С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Тогда

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Строим посадочные кривые зависимости С учетом влияния экрана земли - student2.ru(рис.3, стр.42): кривая 4 – посадочная кривая без учета влияния экрана земли; кривая 5 – посадочная кривая с учетом влияния земли. Находим дополнительные точки с помощью формул

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (28)

С учетом влияния экрана земли - student2.ru . (29)

Для расчёта линейных участков кривых определяют значения С учетом влияния экрана земли - student2.ruв двух точках, например, при С учетом влияния экрана земли - student2.ru и С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Для посадочной кривой без учета влияния экрана земли С учетом влияния экрана земли - student2.ru Точка, соответствующая появлению срывных явлений на крыле, С учетом влияния экрана земли - student2.ru Для посадочной кривой с учетом влияния экрана земли С учетом влияния экрана земли - student2.ru Точка, соответствующая появлению срывных явлений на крыле, С учетом влияния экрана земли - student2.ru

По построенным кривым определяем критические углы атаки при посадке без учета влияния экрана земли С учетом влияния экрана земли - student2.ru ; при посадке с учетом влияния экрана земли С учетом влияния экрана земли - student2.ru

2.5 Расчет и построение крейсерских кривых С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Расчёты крейсерских кривых проводят для полётной конфигурации самолёта, когда шасси и средства механизации убраны, высота полёта расчётная С учетом влияния экрана земли - student2.ru .

Ощутимое влияние числа Маха, т.е сжимаемости, на коэффициент подъёмной силы начинается примерно при М = 0,4 и возрастает с дальнейшим увеличением числа Маха. В расчете и построении данных кривых для самолетов с турбореактивными двигателями берут следующие значения чисел Маха: С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Расчёт и построение кривых С учетом влияния экрана земли - student2.ru с учетом сжимаемости производим по формулам:

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (30)

С учетом влияния экрана земли - student2.ru . (31)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru и С учетом влияния экрана земли - student2.ru

При С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Дальнейшие расчёты производятся по формулам аналогичным предыдущим.

Таблица 3. Крейсерские кривые

М С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,7 0,8 0,85 0,9 0,95
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,115 0,063 0,088 0,105 0,119 0,144 0,201
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,438 0,238 0,334 0,397 0,453 0,547 0,764

По данным таблицы строят крейсерские кривые зависимости С учетом влияния экрана земли - student2.ru(рис. 4, стр.43). Из рисунка 4а видно, что степень возрастания С учетом влияния экрана земли - student2.ruувеличивается при приближении числа Маха к единице.

3 Расчет и построение поляр С учетом влияния экрана земли - student2.ru

3.1 Расчёт и построение вспомогательной поляры С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Вспомогательную поляру строят для полётной конфигурации самолёта при минимальной скорости полёта, убранных шасси и механизации крыла, высоте Н = 0 и без учёта влияния экрана земли.

Поляру или зависимость между С учетом влияния экрана земли - student2.ru и С учетом влияния экрана земли - student2.ru самолета при изменении угла атаки С учетом влияния экрана земли - student2.ru , приближенно рассчитывают и строят исходя из предположений, что подъемная сила самолета в основном создается крылом, а сила сопротивления самолета складывается из сопротивлений отдельных элементов самолета с учетом их взаимного влияния. В связи с этим С учетом влияния экрана земли - student2.ru самолета принимают равным С учетом влияния экрана земли - student2.ru крыла, а коэффициент лобового сопротивления С учетом влияния экрана земли - student2.ru рассматривают как сумму

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент профильного («вредного») сопротивления самолёта,

зависящий от конфигурации самолёта и отдельных его частей, качества поверхности самолёта, режима полёта (высота, скорость);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – приращение коэффициента профильного сопротивления;

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент вихревого индуктивного сопротивления.

В летном диапазоне углов атаки на докритических скоростях полета коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru не зависит от С учетом влияния экрана земли - student2.ru и представляет собой сумму коэффициентов сопротивления отдельных элементов самолета с учетом интерференции, приведенных к крылу

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (32)

где n – количество одинаковых элементов;

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент профильного сопротивления к – го элемента;

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – характерная площадь к – го элемента (табл.1, стр.4-7);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – множитель, учитывающий сопротивление различных не учтённых мелких элементов, омываемых потоком, например, датчиков приборов, антенн, щелей в сочленениях и пр.

Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает сопротивление трения, давления, интерференции и может быть определен по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (33)

где 1). С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент сопротивления трения плоской пластины, эквивалентной рассматриваемому элементу, т.е. элементу, имеющему такую же площадь поверхности, омываемому потоком, такой же характерный линейный вдоль потока и такую же относительную координату С учетом влияния экрана земли - student2.ru – точки перехода ламинарного пограничного слоя (ЛПС) в турбулентный пограничный слой (ТПС).

Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru зависит от режимов течения в пограничном слое, характеризуемого, с одной стороны, координатой С учетом влияния экрана земли - student2.ru , а с другой стороны – числом Re. С увеличением С учетом влияния экрана земли - student2.ru , т.е. с увеличением длины ламинарного участка пограничного слоя, коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru убывает, а с увеличением числа Re – вначале убывает до зоны автомодельности, а затем остается постоянным. Цифра 2 перед коэффициентом С учетом влияния экрана земли - student2.ru означает, что за характерную площадь крыльевого элемента (крыло, горизонтальное и вертикальное оперение) принимают площадь в плане, хотя в обтекании потоком и создании аэродинамических сил (в данном случае – это сопротивление трения) принимает участие вся поверхность, т.е. обе стороны плоской поверхности. Аналогично для элементов, близких по форме к телам вращения (фюзеляж, гондолы двигателей и шасси) ха характерную площадь принимают половину «смоченной» поверхности.

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (34)

Величину С учетом влияния экрана земли - student2.ru определяют в зависимости от С учетом влияния экрана земли - student2.ru и Re по графику (рис. 17, [1]).

Число Рейнольдса определяют по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (35)

где L – характерный линейный размер рассматриваемого элемента, измеряемый вдоль потока (например, для крыльевых элементов – это хорда; для тел вращения – фюзеляж, гондола – длина) (табл.1, стр.4-7);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент кинематической вязкости воздуха на высоте Н = 0; С учетом влияния экрана земли - student2.ru (Приложение [1]).

Минимальная скорость полёта С учетом влияния экрана земли - student2.ru рассчитывается по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (36)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – полетный вес самолета, кГ (стр.9);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru– плотность воздуха на нулевой высоте, С учетом влияния экрана земли - student2.ru (приложение [1]);

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – максимальная величин С учетом влияния экрана земли - student2.ru , рассчитанная ранее (стр. 11).

Данные для расчета: С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

2). Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает режим течения в пограничном слое (координата С учетом влияния экрана земли - student2.ru ), а также то, что рассматриваемый элемент самолёта отличается от плоской пластины и имеет телесную форму, т.е. С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает сопротивление давления, имеющееся у элементов самолёта в отличии от плоской пластины, расположенной вдоль потока.

Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru определяется по графикам в зависимости от относительной толщины С учетом влияния экрана земли - student2.ru и координаты С учетом влияния экрана земли - student2.ru для крыльевых элементов (рис. 18а,б [1]).

3). Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает влияние сжимаемости воздуха на коэффициент сопротивления. Он зависит от числа Маха, относительной толщины С учетом влияния экрана земли - student2.ru (для крыльевых элементов) или удлинения носовой части С учетом влияния экрана земли - student2.ru (для тел вращения) и относительной координаты точки перехода ЛПС в ТПС С учетом влияния экрана земли - student2.ru . При С учетом влияния экрана земли - student2.ru для крыльевых элементов величину С учетом влияния экрана земли - student2.ru определяют по рис. 19а ([1]), а для тел вращения по рис. 19б ([1]).

Удлинение носовой части тел вращения С учетом влияния экрана земли - student2.ru было определенно (табл.1, стр.4). Исключение составляет случай работающего турбореактивного двигателя, для которого С учетом влияния экрана земли - student2.ru можно определить по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru (37)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – диаметр воздухозаборника по передней кромке. В случае неработающего двигателя С учетом влияния экрана земли - student2.ru

4). Коэффициент С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает взаимное влияние частей самолета при обтекании воздушным потоком мест их сочленения. Его рассчитывают по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (38)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – коэффициент, зависящий от взаимного положения крыла и фюзеляжа, формы поперечного сечения фюзеляжа и составляющий для низкоплана с фюзеляжем круглого сечения – 0,25;

С учетом влияния экрана земли - student2.ru – относительная площадь, занятая фюзеляжем (табл.1, стр.4).

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Фонари пилотских кабин создают добавочное профильное сопротивление, которое зависит от типа самолёта и формы фонарей. Коэффициент сопротивления С учетом влияния экрана земли - student2.ru , создаваемая фонарями кабины пилотов, отнесённый к площади миделевого сечения фюзеляжа С учетом влияния экрана земли - student2.ru , составляет (для данного самолета – кабина пилотов с плавным переходом задней части фонаря в фюзеляж) С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Таблица 4

Расчётная величина Хорда крыльевого элемента Длина тел вращения Прочие детали
Крыло Горизонтальное оперение Вертикальное оперение Пилон двигателя Фюзеляж Гондола двигателя Фонарь кабины пилотов
Линейный размер 4,61 2,96 4,01 4,95 31,12 5,02 3,78
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 10,4 6,6 9,0 11,1 69,9 11,3 8,5
С учетом влияния экрана земли - student2.ru
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,0061 0,0065 0,0062 0,0061 0,0046 0,006 0,0063
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,12 0,10 0,11 0,07 9,03 2,48 1,10
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 1,38 1,27 1,32 1,16 1,09 1,53 -
С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,937
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,007887873 0,008255 0,008184 0,007076 0,005014 0,00918 0,012
  126,20 31,79 19,00 0,75 134,00 9,09875 2,1
n
С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,99545 0,26243 0,15550 0,01061 0,67190 0,25058 0,02520
  0,019357

По формуле (32) определяем коэффициент профильного («вредного») сопротивления самолета

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

При увеличении угла атаки диффузорный эффект в местах сочленения крыла и фюзеляжа усугубляется, отрывные зоны расширяются, в результате чего сопротивление интерференции возрастает. Приращение коэффициента профильного сопротивления С учетом влияния экрана земли - student2.ru ,

вызванное этим влиянием, определяют как функцию безразмерной величины С учетом влияния экрана земли - student2.ru по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (39)

Коэффициент вихревого индуктивного сопротивления самолёта С учетом влияния экрана земли - student2.ru , определяют по формуле

С учетом влияния экрана земли - student2.ru , (40)

где С учетом влияния экрана земли - student2.ru – поправка, учитывающая форму крыла в плане (удлинение, сужение) (рис.20, [1]).

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

Множитель С учетом влияния экрана земли - student2.ru учитывает увеличение индуктивного сопротивления за счёт проявления сжимаемости воздуха. Влияние сжимаемости воздуха на величину С учетом влияния экрана земли - student2.ru практически проявляется примерно со скорости, соответствующей М = 0,4.

Так как расчетное число С учетом влияния экрана земли - student2.ru , множитель С учетом влияния экрана земли - student2.ru не учитывается в расчете вспомогательной поляры.

При расчёте вспомогательной поляры скорость полёта невелика, С учетом влияния экрана земли - student2.ru , поэтому волновое сопротивление отсутствует, т.е. С учетом влияния экрана земли - student2.ru . Уравнение вспомогательной поляры для рассматриваемого случая имеет вид

С учетом влияния экрана земли - student2.ru

(41)

Значения С учетом влияния экрана земли - student2.ru определяем по вспомогательной кривой С учетом влияния экрана земли - student2.ru (рис.3, стр.42, кривая 1). Величина С учетом влияния экрана земли - student2.ru найдены ранее (стр. 11).

Результаты расчета вспомогательной поляры по формуле (41) записываем в табл. 5.

Таблица 5.

С учетом влияния экрана земли - student2.ru С учетом влияния экрана земли - student2.ru (-1,2) С учетом влияния экрана земли - student2.ru (23,625)
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,1757 0,3640 0,5522 0,7405 0,9287 1,1170 1,2817
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,1371 0,2840 0,4308 0,5777 0,7246 0,8715 1,0000
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,0004 0,0029 0,0127 0,0354
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,0309 0,1325 0,3049 0,5483 0,8625 1,2476 1,6427
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,0025 0,0106 0,0245 0,0440 0,0692 0,1002 0,1319
С учетом влияния экрана земли - student2.ru 0,0194 0,0218 0,0300 0,0438 0,0637 0,0915 0,1322 0,1866

По полученным значениям С учетом влияния экрана земли - student2.ru , С учетом влияния экрана земли - student2.ru строим вспомогательную поляру (рис.3, стр.42) и производим на ней разметку углов атаки. Поляру строим в системе координат, совмещенной с координатными осями вспомогательной кривой.

Наши рекомендации