Геометрические характеристики летательного аппарата
Коэффициенты проекций аэродинамических силы и момента изолированных частей ЛА обычно относятся к их характерным площадям и размерам. Конфигурация ЛА определяется компоновкой и геометрическими параметрами этих частей. Поэтому при выполнении аэродинамического расчёта ЛА все эти коэффициенты должны быть отнесены к характерным для всего ЛА величинам.
В процессе проектирования многие размеры ЛА непрерывно изменяются и уточняются. Поэтому в качестве характерной площади можно выбрать уже определённую площадь (например, площадь миделевого сечения корпуса) или какую-либо другую, величина которой пока ещё не очень связана с проектируемым ЛА, но не будет изменяться в процессе проектирования.
Перед вычислением моментов необходимо выбрать точку, относительно которой они будут определяться. При расчёте траекторий полёта моменты от сил необходимо определять относительно центра масс ЛА. Однако в процессе проектирования его положение непрерывно уточняется, что не совсем удобно. Кроме того, положение центра масс ЛА в полёте изменяется из-за выгорания топлива. Поэтому при аэродинамическом расчёте в выборе этой характерной точки также существует определённая свобода.
После окончания проектирования необходимо все аэродинамические характеристики привести к общепринятым, что позволяет их сравнить с аналогичными параметрами для похожих типов ЛА. Однако единых правил здесь также не существует. Для рассматриваемых типов ЛА в качестве характерной площади рекомендуют выбирать большую из площадей несущей поверхности с подкорпусной частью. Для ЛА с поворотными крыльями выбирают площадь поверхности, составленной из двух поворотных консолей, а для некоторых типов ЛА – площадь миделевого сечения корпуса.
Моментные характеристики обычно определяются относительно одной из точек на оси корпуса: координата начала средней аэродинамической хорды одной из несущих поверхностей, носик корпуса и т. п. Для проекций момента в качестве характерного размера обычно принимают длину корпуса либо его диаметр или величину средней аэродинамической хорды одной из несущих поверхностей. Следует также учесть, что для разных проекций момента могут использоваться различные характерные размеры (например, для коэффициентов моментов крена и рыскания – размах крыла, а для момента тангажа – его средняя аэродинамическая хорда).
Поэтому для всех проекций аэродинамических силы и момента должны быть чётко указаны значения выбранных характерных площади и размера, а также координата точки для расчёта момента. Это необходимо для правильного и единообразного применения аэродинамических коэффициентов при переходе к размерным силам и моментам.
В данном пособии и предлагаемых программах расчёта аэродинамических характеристик ЛА на ЭВМ эти величины можно задавать произвольно. Однако «по умолчанию» в качестве характерной площади выбирается большая из площадей несущих поверхностей с подкорпусными частями, а за характерный размер – длина корпуса. Коэффициенты момента тангажа определяются относительно носика ЛА. Коэффициенты пересчёта аэродинамических характеристик корпуса (фюзеляжа) и несущих поверхностей к характерной площади определяются отношениями
,
и
. (1.28)
Иногда могут быть использованы размерные коэффициенты продольного момента, которые получаются в результате деления момента на характерную площадь и скоростной напор.
Так как здесь будут рассматриваться аэродинамические характеристики ЛА при отсутствии крена и скольжения, то основным параметром, характеризующим угловую ориентацию ЛА и его частей относительно вектора скорости набегающего потока, является угол атаки.