Определение значения сил в заданный момент времени
Для момента времени t=14.5с по таблице 4.14.запишем значения сил, действующих на ЛА:
P=1,7
кН;
Положение ЛА в
пространстве определяется углами:
ЛА показан в масштабе
на рис. 4.1.
Определение угла атаки и угла отклонения рулевых поверхностей
Выбор основных параметров для расчёта динамических коэффициентов
Исходными данными для определения динамических коэффициентов ЛА служат его аэродинамические коэффициенты, основные параметры его траектории а также некоторые характеристики ЛА. Многие конструктивные и геометрические параметры ЛА присутствуют при этом как бы косвенно через вышеназванные параметры. Аэродинамические коэффициенты ЛА могут быть взяты из расчётно-графической работы по курсу «Динамика полёта ЛА» «Расчёт и анализ аэродинамических характеристик ЛА».
В качестве опорной может быть принята полученная ранее траектория центра масс ЛА.
В исследуемой точке должны быть известны или могут быть определены кинематические параметры траектории, аэродинамические коэффициенты, некоторые характеристики ЛА, а также параметры среды, в которой происходит его движение.
Для заданной высоты полёта Н=145 м при t=13,5 с по параметрам стандартной атмосферы определяем давление Р, скорость звука а и ускорение свободного падения g:
Определим скоростной напор q и другие, связанные с ним параметры:
;
;
.
Для вычисления коэффициентов, содержащих моментные характеристики, необходимо знать положение центра масс и величину радиуса инерции ЛА. Эти значения можно определить довольно точно, имея весовую сводку ЛА. Однако можно воспользоваться следующими статистическими сведениями для исследуемых типов ЛА:
Здесь
,
– абсциссы положений фокуса по углу
атаки и центра масс ЛА,
– длина корпуса и
– радиус инерции ЛА относительно оси
.
;
;
.
Следовательно:
,
принимаем
.
Определяем момент инерции:
,
принимаем
.
Определение параметров, связанных с отклонением управляющих поверхностей
При отклонении управляющих поверхностей возникают дополнительные явления, влияние которых можно учесть введением соответствующих коэффициентов.
Для управления
рассматриваемых ЛА обычно используются
полностью отклоняемые консоли рулевых
поверхностей, что обеспечивает хорошую
манёвренность ЛА во всём диапазоне
чисел М . При отклонении консоли образуется
щель, которая несколько снижает
эффективность управления. Это влияние
учитывается введением коэффициента
.
Для
.
Принимаем
Для учёта ориентации
управляющих поверхностей вводится
коэффициент
.
Поскольку управляющие поверхности
расположены по схеме «икс» и для
управления используется отклонение
всех четырёх консолей на один и тот же
угол, то необходимо принимать
.
Взаимное влияние
между несущей поверхностью и корпусом
можно представить виде суммы двух
слагаемых:
.
Первое слагаемое (случай αα) учитывает
интерференцию между ними, когда несущие
поверхности и корпус расположены под
одним и тем же углом атаки α. Второе
слагаемое (случай δ0) соответствует
интерференции, когда несущие поверхности
отклонены на угол δ, а корпус вообще не
наклонён, т.е. расположен по потоку.
Коэффициенты интерференции для случая
αα определены в расчётно-графической
работе по курсу «Динамика полёта ЛА»
«Расчёт и анализ аэродинамических
характеристик ЛА» для всего диапазона
чисел М.
Для
.
;
В схеме «утка» в качестве управляющих используются первые несущие поверхности, но управляющая сила создаётся как первыми (отклоняемыми), так и вторыми ( не отклоняемыми) поверхностями. Поэтому вычисления удобно выполнять по следующим формулам:
;
;
;
;
;
; 
;
;
Здесь:
;
;
.
Для ЛА, выполненного по схеме «утка», необходимо заполнить две таблицы: одну – для первых несущих поверхностей (табл.5.1) и вторую – для вторых (табл. 5.2)
Таблица 5.1 – Вычисления для первых несущих поверхностей
Cyak1(del) |
Xfk1-Xцм |
Mz(del)k1 |
1,375411078 |
0,4885 |
0,671888311 |
Cyak1(f)(del) |
Xfk1(f)-Xцм |
Mz(del)k1(f) |
-0,07551007 |
0,4867 |
-0,03675075 |
Cyaf(k1)(del) |
Xff(k1)-Xцм |
Mz(dek)f(k1) |
0,604080545 |
0,48 |
0,289958662 |
Cya1(del) |
Xf(del1)-Xцм |
Mz(del)1 |
1,903981555 |
0,485874572 |
0,925096223 |
Таблица 5.2 – Вычисления для вторых несущих поверхностей
Cyak21(del) |
Xfk21-Xцм |
Mz(del)k21 |
-0,36810021 |
1,9123 |
-0,703918025 |
Cyak21(f)(del) |
Xfk21(f)-Xцм |
Mz(del)k21(f) |
-0,11287793 |
1,9095 |
-0,215540404 |
Cyaf(k21)(del) |
Xff(k21)-Xцм |
Mz(dek)f(k21) |
-0,18995811 |
1,92 |
-0,364719574 |
Cya21(del) |
Xf(del21)-Xцм |
Mz(del)21 |
-0,67093625 |
1,91400898 |
-1,284178004 |
Таблица 5.3 – Вычисления для ЛА
Cya1(del) |
Mz(del)1 |
1,903982 |
0,925096 |
Cya21(del) |
Mz(del)21 |
-0,67094 |
-1,28418 |
Cya(del) |
Mz(del) |
1,233045 |
-0,35908 |
;
.