Тема 1.2. Аэродинамические характеристики крыла и ла

Геометрические характеристики крыла и его профиля (основные понятия):

-системы координат: связанная, скоростная, понятие угла атаки и угла скольжения.

-профиль несущей поверхности: форма, хорда, кривизна;

-несущая поверхность: вид в плане, формы и параметры, геометрическая и аэродинамическая крутка, вид спереди.

Силы, действующие на летательный аппарат: тяга, сила тяжести, полная аэродинамическая сила, центр давления.

Распределение давления по профилю несущей поверхности.

Аэродинамические силы и аэродинамические характеристики профиля: природа, формулы, влияние различных факторов.

Аэродинамические силы и аэродинамические характеристики несущей поверхности: природа, формулы, влияние различных факторов.

Аэродинамическое качество несущей поверхности.

Механизация крыла: несущая способность крыла, назначение и принцип действия типовой механизации передней и задней кромок крыла (устройства увеличения подъемной силы: щелевой эффект, предкрылки, закрылки, флапероны).

Управление пограничным слоем. Роль механизации в обеспечении безопасности и экономичности взлетно-посадочных режимов.

Аэродинамические силы и характеристики летательного аппарата в целом: интерференция частей летательного аппарата, подъемная сила и сила лобового сопротивления летательного аппарата, вредное сопротивление, аэродинамические характеристики летательного аппарата.

Лабораторная работа 3. Исследование распределения давления по поверхности профиля крыла.

Лабораторная работа 4. Определение аэродинамических характеристик модели самолета.

Изучение данной темы следует начать с вопроса "Основные части ЛА". Необходимо рассмотреть основные части самолета.

Выяснить назначение всех основных частей самолета, их расположение на различных типах самолетов, принцип управления самолетом в полете, командные рычаги установленные в кабине экипажа. Рекомендуется осмотреть все части самолета в аэропорту или на заводе. Вопрос «Принципы создания подъемной силы» в [1] изложен в достаточном объёме. Выяснить, в каких летательных аппаратах используется для создания подъемной силы аэростатический принцип, аэродинамический, реактивный, область применения ЛА, использующих разные принципы создания подъемной силы, и привести пример ЛА легче и тяжелее воздуха. Обратить внимание на преимущества и недостатки ЛА, основанных на различных принципах создания подъемной силы. Дать им экономическую оценку.

Летные данные самолета во многом зависят от аэродинамических характеристик крыла, как основной части самолета. В свою очередь, аэродинамические характеристики крыла зависят от геометрических характеристик и положения крыла в потоке воздуха.

При изучении геометрических характеристик крыла обратить внимание на основные параметры, характеризующие профиль крыла, вид в плане, вид спереди, область применения крыльев разной геометрии. Ознакомиться с основными параметрами и формами профиля и крыла изучаемого самолета. Выяснить с какой целью крылу задаются геометрическая и аэродинамическая «крутки».

Рассматривая вопрос «Распределение давления по профилю крыла», выяснить, как и чем измеряется местное давление в любой точке крыла при установке его в поток аэродинамической трубы, ознакомиться с понятием «избыточное давление», научиться строить векторную диаграмму распределения давления и уметь объяснить, от каких факторов зависит векторная диаграмма.

Следует понять, почему закон изменения центра давления считается важной аэродинамической характеристикой профиля.

Нужно знать формулу полной аэродинамической силы, факторы, влияющие на ее величину, а также уметь разложить полную аэродинамическую силу на составляющие: подъемную силу и силу лобового сопротивления.

Используя уравнения неразрывности и Бернулли, выяснить физическую сущность возникновения подъемной силы. 2/3 подъемной силы создается силами разрежения над крылом, а 1/3 - силами повышенного давления под крылом. Авиационный специалист должен помнить об этом и оберегать поверхность обшивки крыла от царапин, забоин, вмятин и т.д. При изучении формулы подъемной силы, обратить внимание на факторы, влияющие на величину подъемной силы, а значит на безопасность полета ЛА.

Сила лобового сопротивления крыла направлена против полета и возникает из-за разности давлений перед крылом и за крылом, и действия сил трения в пограничном слое.

Лобовое сопротивление крыла состоит из профильного сопротивления и индуктивного (для скоростей M<0,3…0,4). Выяснить причину возникновения профильного и индуктивного сопротивлений, физическую сущность, пути уменьшения сопротивления крыла при конструировании и эксплуатации самолета. В заключение необходимо выяснить влияние формы крыла, состояния поверхности, угла атаки, скорости полета на величину профильного и индуктивного сопротивления, а значит, на экономичность и безопасность полетов.

Для оценки аэродинамического совершенства крыла вводится понятие аэродинамического качества.

При изучении аэродинамического качества учащийся должен знать факторы, влияющие на аэродинамическое совершенство крыла современного самолета, уметь нарисовать график , найти характерные углы атаки и значения аэродинамического качества на этих углах атаки.

При рассмотрении аэродинамических характеристик крыла о каждом графике следует знать:

- принцип построения;

- какую зависимость график выражает;

- общий вид графика;

- как пользоваться графиком;

- характерные точки на графике.

На графике нужно уметь находить характерные углы атаки , , , уметь определять значения аэродинамических коэффициентов , , , а также максимальное аэродинамическое качество.

Механизация крыла - это система устройств, обеспечивающих увеличение несущей способности крыла при взлете и посадке самолета. Применение механизации крыла направлено на обеспечение безопасности взлета и посадки современных самолетов, а также на сокращение длины ВПП и размеров аэродромов. При изучении механизации обратить внимание на влияние механизации крыла на безопасность и экономичность полета, классификацию средств механизации крыла по назначению и физическому признаку действия, принцип работы различных видов механизации крыла, механизацию крыла изучаемого самолета,

При изучении вредного сопротивления самолета основное внимание уделить сопротивлению интерференции, причине появления его, физической сущности и выяснить меры борьбы с ним.