Задание № 3
Определить аэродинамические характеристики крыла. Параметры крыла, и механизация крыла заданы таблицей 1. Число Маха равно M = 0,2.
Таблица 1 – Исходные данные к работе
-
№
l, м
S, м 2
α0
2
30,6
120,5
3
25
20
0,0
0,3
11,0
0,25
-1
продолжение таблицы 1
-
сya max λ=5
Тип закрылка
δвзл.
δпос.
5,95
1,5
3
23
46
0,15
0,60
0,15
Справочные данные:
Для определения аэродинамических характеристик принять:
h=0 м, Т=288 °К, р = 1,225 кг/м3; V=70 м/с, =1,46110 -5 м 2/с; сшасси = 0,015; α1 = 5 ° ;α2 = 10°.
Основные расчетные формулы:
; ; ; сxaр = k1·cf· ηc·ηм ; ;
; ;;
; ;
; ; .
Для данных уравнений принять: Kη = 0,93
Необходимо рассчитать:
1 Удлинение крыла λ и эффективное удлинение крыла λэ ;
2 Коэффициент отвала поляры A;
3 Сопротивление немеханизированного крала сxa min в турбулентном потоке;
4 Приближенное значение максимального коэффициента подъемной силы профиля без механизации;
5 Значение коэффициента подъемной силы немеханизированного крыла без учета влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
6 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при взлете без учета влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
7 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при взлете без учета влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
8 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при посадке без учета влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
9 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при посадке без учета влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
10 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при взлете с учетом влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
11 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при взлете с учетом влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
12 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при посадке с учетом влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
13 Значение коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при посадке с учетом влияния земли при углах атаки: а) α=α1 б) α=α2;
14 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при взлете без учета влияния земли;
15 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при взлете без учета влияния земли;
16 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при посадке без учета влияния земли;
17 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при посадке без учета влияния земли;
18 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при взлете с учетом влияния земли;
19 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при взлете с учетом влияния земли;
20 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении только закрылков при посадке с учетом влияния земли;
21 Значение максимального коэффициента подъемной силы крыла при отклонении закрылков и предкрылка при посадке с учетом влияния земли;
22 Построить зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки немеханизи-рованного крыла, при взлете и посадке без экранного эффекта, а также при взлете и посадке с учетом влияния земли;
23 Построить поляру немеханизированного крыла и взлетно-посадочные поляры самолета.
Федеральное агентство по образованию российской федерации ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ «САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АЭРОКОСМИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ имени академика С. П. КОРОЛЕВА»
КАФЕДРА АЭРОГИДРОДИНАМИКИ
Расчетная работа по аэромеханике №3
“ПОСТРОЕНИЕ АЭРОДИНАМИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК КРЫЛА”
Вариант № 2
Выполнил: студент гр.
Проверил: доцент Васильев В.В.
Самара |
1. .
;
;
2. ;
3. ;
;
- следовательно, поток турбулентный.
для турбулентного пограничного слоя xt = 0
;
;
ηм = 1 - принимается для посадки;
ηС = 1 + кр. = 1 + 0,3447 = 1,3447;
сxa min = 2·cF· ηc ηм = 2·0,00273·1,3447·1 = 0,007344.
4. Значение сya max без механизации:
;
;
.
5. ;
;
для α1 = 5 ° ;
для α2 = 10 ° ;
6. ;
для взлета - δ = 23 ° сya проф = 1,15 задается графиком;
;
а) для α1 = 5 ° ;
б) для α2 = 10 °;
7. Предкрылки не дают прироста cya л при взлете.
8. для посадки - δ = 46 ° сya проф = 1,65 задается графиком;
;
а) для α1 = 5 ° ;
б) для α2 = 10 °;
9. Предкрылки не дают прироста cya л при посадке.
Имеется:
Взлет - cya л=1,0942 при α=5 ͦ
cya л=1,48778 при α=10 ͦ
Посадка - cya л=1,3647 при α=5 ͦ
cya л=1,7582 при α=10 ͦ
С учетом влияния земли.
10. Δcya зем = 0,175 задается графиком;
Взлет: а) для α1 = 5 ° cya л = cya л α=5 ͦ + Δcya зем=1,094+0,175=1,269,
б) для α1 = 10 ° cya л = cya л α=10 ͦ + Δcya зем=1,487+0,175=1,662;
11. Предкрылки не дают прироста cya л с учетом влияния земли при взлете.
12. Посадка: а) для α1 = 5 ° cya л = cya л α=5 ͦ + Δcya зем=1,364+0,175=1,539,
б) для α1 = 10 ° cya л = cya л α=10 ͦ + Δcya зем=1,758+0,175=1,933;
13. Предкрылки не дают прироста cya л с учетом влияния земли при посадке.
Взлет.
14. сya max при отклонении закрылков при взлете без учета влияния земли:
сya max = сya max без мех. + ⅔∙Δсya л = 1,489 + ⅔∙0,622 = 1,903.
15. сya max при отклонении закрылков и предкрылка при взлете без учета влияния земли:
Δcya пред = ½ ∙ сya max без мех. = ½ ∙ 1,489 = 0,745;
сya max (закр. и пред.) = сya max + Δсya пред = 1,903 +0,744 = 2,648.
Посадка.
16. сya max при отклонении закрылков при посадке без учета влияния земли:
сya max = сya max без мех. + ⅔∙ Δсya л = 1,489 + ⅔∙0,892 =2,084.
17. сya max при отклонении закрылков и предкрылка при посадке без учета влияния земли:
Δcya пред = ½ ∙ сya max без мех. = ½ ∙ 1,489 = 0,745;
сya max (закр. и пред.) = сya max + Δсya пред = 2,084 +0,744 = 2,828.
Имеется:
Взлет - cya max =1,903 (закрылки);
cya max =2,648 (закрылки и предкрылки);
Посадка - cya max =2,084 (закрылки);
cya max =2,828 (закрылки и предкрылки);
18. По графику принимается .
cya max при отклонении только закрылков при взлете с учетом влияния земли
cya max = 1,903 ∙ 0,87 = 1,656;
19. cya max при отклонении закрылков и предкрылка при взлете с учетом влияния земли
cya max = 2,648∙ 0,87 = 2,304.
20. cya max при отклонении только закрылков при посадке с учетом влияния земли
cya max = 2,084 ∙ 0,87 = 1,813;
21. cya max при отклонении закрылков и предкрылка при посадке с учетом влияния земли
cya max = 2,828∙ 0,87 = 2,461.
22. Зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки немеханизированного крыла, при взлете и посадке без экранного эффекта, а также при взлете и посадке с учетом влияния земли;
Зависимости определяются уравнением прямой, ограниченной по оси oy значениями коэффици-ента подъемной силы cya :
,
На основании полученных данных строится график характеристики подъемной силы крыла на взлетном режиме и на режиме посадки, а также характеристика подъемной силы крыла без механизации.
Графики представлены на рисунках 1 и 1 I.
23. Поляра немеханизированного крыла и взлетно-посадочные поляры самолета.
Уравнение докритической поляры имеет вид:
Таким образом, уравнение поляры немеханизированного крыла будет иметь вид:
cxa= 0,00734 + 0,00435 · (сya- 0,15) 2
Меняя cya от 0 до 0,6, получим график зависимости cxa от cya .
Полученные значения координат занесем в таблицу 1.
Таблица 1 - Зависимости cxa от cya.
-
cya
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
cxa
0,00832
0,00745
0,00745
0,00832
0,01006
0,01267
0,016150
0,02049
0,02572
продолжение таблицы 1
-
cya
0.9
1,0
1,1
1,2
1,3
1,4
1,5
cxa
0,03180
0,03876
0,04659
0,05529
0,06485
0,07529
0,08659
Построение взлетной и посадочной поляр.
Взлётная и посадочная поляра строится по уравнению:
Величина минимального коэффициента лобового сопротивления на режимах взлёта и посадки:
где cха ш= 0,015 - минимальный коэффициент лобового сопротивления самолёта для крейсерского режима полёта.
Эффективное удлинение крыла вблизи Земли определяется по формуле:
где - отношение расстояния ¼ средней аэродинамической хорды крыла до земли к размаху крыла.
.
Принимается на взлетном режиме - cха ЗАК 0,05;
на режиме посадки - cха ЗАК 0,09.
Расчет поляр на взлетном режиме.
Определяется минимальный коэффициент лобового сопротивления самолета
Определяется расчётный коэффициент подъёмной силы.
Используя рассчитанные значения, получаем формулу для расчета координат точек поляры на взлетном режиме с механизированным крылом с учетом влияния земли:
.
Результаты расчета данной поляры сведены в таблицу 2
Таблица 2 - Координаты точек поляры на взлетном режиме с учетом влияния земли
-
cya
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
cxa
0,05098
0,04983
0,05035
0,05256
0,05644
0,06201
0,06925
0,07818
0,08878
Продолжение таблицы 2
-
cya
1,8
2,0
2,2
2,3
cxa
0,10107
0,11503
0,13068
0,13913
Расчет поляр на режиме посадки.
Определяется минимальный коэффициент лобового сопротивления самолета.
.
Определяется расчётный коэффициент подъёмной силы.
.
Используя рассчитанные значения, получаем формулу для расчета координат точек поляры на режиме посадки с механизированным крылом с учетом влияния земли:
.
Результаты расчета данной поляры сведены в таблицу 3.
Таблица 3 - Координаты точек поляры на режиме посадки с учетом влияния земли
-
cya
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1,0
1,2
1,4
1,6
1,8
cxa
0,0729
0,0718
0,0723
0,0746
0,0784
0,0840
0,0913
0,1002
0,11078
0,12307
продолжение таблицы 3
-
cya
1,6
1,8
2,0
2,2
2,4
cxa
0,11078
0,12307
0,13703
0,15268
0,170
График взлетно-посадочных поляр для механизированного крыла представлен на рисунке 3
Совместно поляра немеханизированного крыла и взлетно-посадочные поляры самолета представлены на рисунке 4.
Рисунок 1 - Характеристика подъемной силы
Рисунок 2 - Поляра немеханизированного крыла
Рисунок 3 - Взлетно-посадочные поляры самолета
Рисунок 4 - Поляра немеханизированного крыла и взлетно-посадочные поляры самолета