2.1.3 Расчет перегрузок при полете в неспокойном воздухе.

Для вычисления данных перегрузок берем соотношение:

(2.8)

где – коэффициент ослабления порыва;

– индикаторная скорость самолета;

– максимальная скорость нормального порыва;

– взлетная масса самолета;

– производная коэффициента подъемной силы по углу атаки.

Для коэффициента используем формулы:

; (2.9)

где – средняя хорда крыла:

. (2.10)

Безразмерная величина называется массовым параметром самолета. Перегрузки прямо пропорциональны скоростям порывов.

В запас прочности рассмотрим полет при полностью заправленном топливном баке (т.е. =630 кг), при этом учтено, что топливный бак находится в фюзеляже. Высоту полёта, от которой зависит согласно (2.9) коэффициент релаксации ,примем равной 2 км (на меньших высотах этот коэффициент имеет меньшее значение).

Производную будем находить в предположении, что порыв действует только на крыло.

Найдем угол атаки при расчетном случае, который в отечественной литературе носит название A′. Сначала определяем коэффициент подъемной силы.

(2.11)

Угол атаки находим с помощью интерполяции значений при α=8° и α=10°.

Соответствующие значения равны 0,72 и 0,86. Вычисления дали α = 8,91˚.

Производную вычисляем с помощью конечных разностей:

(2.12)

Сжимаемость воздуха ввиду малых скоростей полёта не учитывается.

Перегрузки вычисляем для двух расчетных скоростей: , . Ввиду слабой искривленности кривой вдали от критического угла атаки, принимаем, что производная при обеих скоростях одинакова.

Рассчитываем среднюю хорду крыла:

(2.13)

Вычисляем коэффициент ослабления порыва:

;

Используем скорости порывов, приведенные в [1].

При скорости полета на высотах от уровня моря до 6096 м. индикаторная скорость восходящих и нисходящих порывов принимается равной 15,24 м/с.

При скорости полета на высотах от уровня моря до 6096 м. индикаторная скорость восходящих и нисходящих порывов принимается равной 7,62 м/с.

В итоге получаем:

(2.14)

(2.15)

2.1.4 Построение упрощенной огибающей полетных режимов.

Огибающую для маневренных перегрузок строим согласно кривой приведенной в разделе С Норм JAR-VLA. В добавление к полученным выше данным найдем скорость, соответствующую полёту с перегрузкой , . Согласно учебному пособию [6] в случаях, если не приведено, рекомендуется брать . Следовательно берем . Обозначим данную скорость через .

(2.16)

Рисунок 2.1 – Огибающая полетных режимов для маневренных перегрузок

Рисунок 2.2 – Огибающая полетных режимов для болтаночных перегрузок

Сравнение огибающих приведенных на рис. 2.1 и 2.2 позволяют найти максимальную и минимальную перегрузки для расчета крыла на прочность.

максимальная перегрузка ;

минимальная перегрузка .