2. Расчет аэродинамических коэффициентов ла

Аэродинамический расчет является важнейшим элементом аэродинамического исследования ЛА и его отдельных частей (корпуса, крыльев, оперения, управляющих устройств). Результаты такого расчета используются при траекторных вычислениях, исследовании устойчивости полета и управляемости, при решении задач, связанных с прочностью движущихся объектов, при определении летно-технических характеристик ЛА.

В основе методов аэродинамических расчетов лежат достижения современной теоретической и экспериментальной аэродинамики. При рассмотрении аэродинамических характеристик можно использовать принцип расчленения характеристик на отдельные компоненты для изолированных корпусов и несущих поверхностей (крылья и оперение), а также их комбинаций. В последнем случае аэродинамические силы и моменты определяются в виде суммы соответствующих характеристик (для изолированного корпуса, крыльев и оперения) и интерференционных поправок, обусловленных эффектами взаимодействия.

Аэродинамические силы и моменты можно определить с использованием аэродинамических коэффициентов. По представлению полной аэродинамической силы и полного аэродинамического момента в проекциях на оси соответственно скоростной и связанной систем координат приняты следующие названия аэродинамических коэффициентов:

- аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления, подъемной и боковой силы;

- аэродинамические коэффициенты моментов крена, рысканья и тангажа.

Возникновение аэродинамических сил и моментов представляет собой сложную картину. Поэтому при первичном их определении обычно используют приближённые расчёты, основанные на обработке статистических материалов, моделях различной степени детализации. Полученные результаты затем уточняют и корректируют по результатам продувок в аэродинамических трубах.

Данная методика расчета аэродинамических характеристик ЛА, основана на обобщении теоретических и экспериментальных исследований. Она излагается на примере расчёта аэродинамических характеристик гипотетического ЛА.

Расчёт аэродинамических коэффициентов выполнен для двух скоростей: 111м/с (максимальная скорость) и 45м/с (крейсерская скорость)

Аэродинамическая схема исследуемого ла изображена на рис 1.2.1

Рис. 1.2.1

1. Расчет геометрических характеристик ла

Обозначения:

- длина ракеты,

- диаметр корпуса,

нос, цил - длины носовой и цилиндрической части,

_{НОС , ЦИЛ} - удлинения носовой и цилиндрической частей корпуса,

При расчете будем пользоваться следующими допущениями:

1. Корпус ЛА – цилиндр

2. Задняя консоль параллельна передней

3. Диаметр донного среза равен диаметру корпуса

4. Вместо винта используем реактивный двигатель

Таблица 2.1.1- Основные размеры и параметры

Величина	Корпус
	11
	0.99
длина носовой части	1.52
	8.12
удлинение	1.535
	8.202

Расчет подъемной силы

Подъемная сила определяется по формуле

,

где - скоростной напор, - плотность воздуха, - характерная площадь, (например, площадь поперечного сечения фюзеляжа ), - коэффициент подъемной силы.

Коэффициент принято определять в скоростной системе координат . Наряду с коэффициентом далее рассматривается и коэффициент нормальной силы , определяемый в связанной системе координат .

Эти коэффициенты связаны между собой соотношением

. (1.2.1)

Представим ЛА в виде совокупностей основных частей: корпуса (фюзеляжа), передних (I) и задних (II) несущих поверхностей. При наибольших углах атаки и углах отклонения несущих поверхностей зависимости и близких к линейным, т.е. могут быть представлены в виде

здесь и - углу отклонения передних и задних несущих поверхностей соответственно; и - значения и при ; - частные производные коэффициентов по углам взятые при .

Значения и у беспилотных ЛА в большинстве случаев близки к нулю, поэтому в дальнейшем не рассматриваются. В качестве органов управления принимаются задние несущие поверхности.