1.Расчет летных харектиристик самолета.

1.1 Исходные данные для расчета летных характеристик самолета.

1. При расчете летных характеристик самолета предполагается, что схема самолета, его основные параметры, аэродинамические характеристики и тип двигателя заданы .

2. В расчетах используются следующие значения основных параметров самолета.

– взлетная масса самолета при номинальной загрузке;

S – площадь крыла.

3. Аэродинамические силовые характеристики задаются в виде и зависимостей для полетной, взлетной и посадочной конфигураций самолета.

4. Для самолетов с турбореактивными двигателями используются:

суммарная располагаемая тяга двигателей на земле при М=0 на максимально-продолжительном (номинальном) режиме их работы;

удельный расход топлива двигателя на земле при М=0 номинальном режиме.

К характеристикам двигательной установки относятся также степень двухконтурности, высотно-скоростные (тяговые, расходные) и дроссельные характеристики.

К летным характеристикам самолета, которые рассчитываются в рамках курсового проектирования, относятся: диапазон высот и скоростей установившегося горизонтального полета с учетом эксплуатационных ограничений; дальность и продолжительность полета; взлетные и посадочные характеристики.

1.2 Расчет диапазона высот и скоростей установившегося горизонтального полета упрощенным методом тяг.

Для расчета диапазона высот и скоростей необходимо построить диаграммы потребных и располагаемых тяг для различных высот и скоростей и нескольких значений полетной массы самолета. Ограничимся расчетом для средней полетной массы

,

которую в дальнейшем будем обозначать через .

Задается несколько расчетных высот от нуля до предполагаемого теоретического потолка. Обязательно включается предполагаемая крейсерская высота полета. Расчет проведен для высот (в метрах) : 0,2000, 4000, 8000.

Задаются значения чисел Маха от до максимальной величины , для которой определена летная поляра самолета.

Минимальное число Маха установившегося горизонтального полета определяется по формуле

,

где - скоростной напор, который соответствует скорости звука на рассматриваемой высоте и определяется по таблице стандартной атмосферы.

С – максимальный коэффициент аэродинамической подъемной силы.

Для каждой высоты и различных чисел М определяется потребные и располагаемые тяги:

Значение определяются по высотно-скоросным характеристикам двигателя.

Для большей точности построения диаграммы потребных тяг следует определить минимальную для всех высот потребную тягу в области докритических чисел М:

где – максимальное аэродинамическое качество, определяемое по докритической поляре самолета.

Максимальному качеству соответствует наивыгоднейшая скорость полета или соответственно

,

где – коэффициент аэродинамической подъемной силы при наивыгоднейшем угле атаки.

На больших высотах минимальные скорости (или числа) определяются в левых точках пересечения кривых потребных и располагаемых тяг, а наивыгоднейшие скорости (или числа) определяются по кривым потребных тяг при .

Для каждой высоты полета расчет потребных и располагаемых тяг приводится ниже в таблицах 1.1–1.5.

Расчет потребных и располагаемых тяг

ТАБЛИЦА 1.1 - ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 0км.

H=0 м, q a=70,94 кН/м2, a=340 м/с, = 1.
M	V	Cya	Cxa	k	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-	0,77	кН	кН	кН	м/с	-
0,245	83,37	1,21	0,128	9,45	513,69	1094,94	581,25	9,98	0,770
0,30	102,00	0,81	0,061	13,26	366,09	1038,06	671,97	14,11	0,730
0,374	127,17	0,52	0,033	15,76	308,17	986,87	678,70	17,77	0,694
0,40	136,00	0,46	0,030	15,17	320,08	965,54	645,46	18,08	0,679
0,50	170,00	0,29	0,023	12,66	383,43	902,97	519,54	18,19	0,635
0,60	204,00	0,20	0,021	9,63	504,13	853,20	349,07	14,66	0,600
0,70	238,00	0,15	0,021	7,08	686,17	824,76	138,59	6,79	0,580
0,80	272,00	0,11	0,023	4,95	981,58	753,66	-227,92	-12,77	0,530
0,90	306,00	0,09	0,030	3,00	1620,41	725,22	-895,19	-56,41	0,510

ТАБЛИЦА 1.2 - ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 2км.

H=2000 м, q a=55,73 кН/м2, a=332 м/с, = 0,822.
M	V	Cya	Cxa	K	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-	-	кН	кН	кН	м/с	-
0,277	91,84	1,21	0,128	9,45	513,69	910,08	396,39	7,50	0,640
0,35	116,20	0,76	0,056	13,51	359,37	881,64	522,27	12,50	0,620
0,422	140,10	0,52	0,033	15,76	308,17	850,36	542,19	15,64	0,598
0,50	166,00	0,37	0,027	13,73	353,61	810,54	456,93	15,62	0,570
0,60	199,20	0,26	0,023	11,20	433,76	782,10	348,34	14,29	0,550
0,70	232,40	0,19	0,022	8,60	564,72	711,00	146,28	7,00	0,500
0,80	265,60	0,14	0,024	6,03	804,65	696,78	-107,87	-5,90	0,490
0,90	298,80	0,11	0,030	3,81	1272,98	682,56	-590,42	-36,33	0,480

ТАБЛИЦА 1.3 - ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 4км

H=4000 м, q a=43,14 кН/м2, a=324 м/с, = 0,669.
M	V	Cya	Cxa	k	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-		кН	кН	кН	м/с	-
0,31	101,87	1,21	0,128	9,45	513,69	817,65	303,96	6,38	0,575
0,40	129,60	0,75	0,055	13,61	356,85	767,88	411,03	10,97	0,540
0,44	142,56	0,62	0,042	14,80	328,16	746,55	418,39	12,28	0,525
0,48	155,40	0,52	0,033	15,76	308,17	729,49	421,32	13,48	0,513
0,50	162,00	0,48	0,031	15,45	314,27	718,11	403,84	13,47	0,505
0,60	194,40	0,33	0,025	13,41	362,04	682,56	320,52	12,83	0,480
0,70	226,80	0,24	0,022	11,11	437,15	668,34	231,19	10,80	0,470
0,80	259,20	0,19	0,024	7,96	609,90	654,12	44,22	2,36	0,460
0,90	291,60	0,15	0,031	4,77	1018,2	639,90	-378,35	-22,72	0,450

ТАБЛИЦА 1.4- ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 6км

H=6000 м, q a=33 кН/м2, a=316 м/с, = 0,538.
M	V	Cya	Cxa	k	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-	-	кН	кН	кН	м/с	-
0,360	113,60	1,21	0,128	9,45	513,69	682,56	168,87	3,95	0,480
0,45	142,20	0,77	0,057	13,56	358,05	654,12	296,07	8,67	0,460
0,50	158,00	0,63	0,043	14,56	333,47	639,90	306,44	9,97	0,450
0,548	173,29	0,52	0,033	15,76	308,17	611,46	303,29	10,82	0,430
0,60	189,60	0,43	0,030	14,74	329,43	602,93	273,50	10,68	0,424
0,70	221,20	0,32	0,024	13,31	364,80	568,80	204,00	9,29	0,400
0,80	252,80	0,24	0,025	9,78	496,32	554,58	58,26	3,03	0,390
0,90	284,40	0,19	0,032	6,04	804,04	540,36	-263,68	-15,44	0,380

ТАБЛИЦА 1.5- ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 8км

H=8000 м, q a=24,91 кН/м2, a=308 м/с, = 0,429.
M	V	Cya	Cxa	k	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-	-	кН	кН	кН	м/с	-
0,414	127,45	1,21	0,128	9,45	513,69	571,64	57,96	1,52	0,402
0,50	154,00	0,83	0,063	13,08	371,13	541,78	170,65	5,41	0,381
0,56	172,48	0,66	0,045	14,70	330,44	526,14	195,70	6,95	0,370
0,63	194,41	0,52	0,033	15,76	308,17	513,34	205,18	8,21	0,361
0,70	215,60	0,42	0,029	14,59	332,73	497,70	164,97	7,32	0,350
0,80	246,40	0,32	0,028	11,57	419,60	490,59	70,99	3,60	0,345
0,90	277,20	0,26	0,035	7,32	663,83	490,59	-173,24	-9,89	0,345

ТАБЛИЦА 1.6- ПОТРЕБНАЯ И РАСПОЛАГАЕМАЯ ТЯГИ НА ВЫСОТЕ 11км

H=11000 м, q a=15,83 кН/м2, a=295 м/с, = 0,297.
M	V	Cya	Cxa	k	Pп	Pp	 P	Vy	x
-	м/с	-	-	-	кН	кН	кН	м/с	-
0,519	159,87	1,21	0,128	9,45	513,69	426,60	-87,09	-2,87	0,300
0,55	169,40	1,08	0,092	11,73	414,12	426,60	12,48	0,44	0,300
0,65	200,20	-	-	15,76	308,17	412,38	104,32	4,30	0,290
0,792	243,87	0,52	0,043	12,09	401,55	405,27	3,72	0,19	0,285
0,80	246,40	0,32	0,028	11,57	419,60	398,16	-21,44	-1,09	0,280
0,90	277,20	0,40	0,046	8,76	554,44	398,16	-156,28	-8,92	0,280

По результатам расчета на рисунке 1 строятся кривые потребных и располагаемых тяг для выбранных высот полета.

В точках пересечения потребных и располагаемых тяг определяются значения максимальных скоростей . Далее определяются эксплуатационные ограничения скорости, обусловленные:

а) предельно допустимым значением угла атаки или ( можно принять ):

, ;

б) предельно допустимым скоростным напором , который обусловлен нормами прочности и может приниматься для неманевренных самолетов равным 15000 (). Принимаю

, ;

в) предельно допустимым числом Маха , которое определяется для дозвуковых самолетов из условия обеспечения устойчивости по скорости

.

Все результаты расчета заносятся в таблицу 1.7.

Таблица1.7- Скорости установившегося горизонтального полета

H,км	Vmin,м/с	Vmin доп,м/с	Vнв,м/с	Vq,м/с	Vmax,м/с
0	83,37	90,42	127,17	156,49	253,30
2000	91,84	99,62	140,10	172,61	250,00
4000	101,87	110,50	155,40	191,33	263,30
6000	113,60	123,22	173,29	213,35	260,00
8000	127,40	138,23	194,41	238,93	255,00
11000	166,70	181,70	202,20	287,15	234,52

Строится сводный график в зависимости от высоты полета (рисунок 2). В итоге получается летный эксплуатационный диапазон высот и скоростей установившегося горизонтального полета.