1 Вычисление внутренних усилий в сечениях корпуса ла

Вычислим внутренние усилия в сечения корпуса ЛА, схема которого изображена на рисунке 1.

Рисунок 1 – Схема ЛА

1. Определение угла атаки и величины скоростного напора

Угол атаки определяется по формуле:

,

где - угол атаки на данной высоте;

- угол атаки при полете в спокойном воздухе, рад;

- дополнительный угол атаки, рад.

Дополнительный угол атаки, зависящий от скорости ветра, может быть определен по формуле:

где u = 16 м/с – скорость ветра;

=350 м/с -скорость полета.

При , получаем:

;

Скоростной напор вычисляется по формуле:

Па,

где - скоростной напор,

- плотность воздушной среды, ;

Для высоты полета H=2,5 км, получаем кг/м³.

Число Маха определяется по формуле:

,

где - скорость звука, м/с.

Для высоты полета Н=2,5 км, получаем м/с.

2. Расчет продольных аэродинамических нагрузок

Продольную силу Х действующую на корпус летательного аппарата можно представить в виде суммы трех составляющих:

где - сила, от воздействия нормального давления на боковую поверхность аппарата;

- сила, вызванная поверхностным трением;

- сила, вызванная давлением на донный срез корпуса ЛА.

Сила для линейно расширяющегося (сужающегося) участка определяется по формуле:

,

где - угол конусности участка, рад;

- площади оснований конуса, .

Для цилиндрических участков сила

Угол конусности определяется по формуле:

,

где – радиусы оснований конуса,

- длина конуса.

Определим углы конусности расширяющихся (сужающихся) участков ЛА:

Для участка 0-1, представленного на рисунке 2 он будет равен:

Рисунок 2 – Участок 0-1

рад,

где м – радиус основания конуса,

м – длина участка 0-1.

Для участка 4-7, представленного на рисунке 3 он будет равен:

Рисунок 3 – Участок 4-7

рад;

где м – радиус верхнего основания конуса,

м – радиус нижнего основания конуса,

м – длина участка 4-7.

Для участка 9-10, представленного на рисунке 3 он будет равен:

Рисунок 4 – Участок 9-10

рад;

где м – радиус верхнего основания конуса,

м – радиус нижнего основания конуса,

м – длина участка 9-10.

Определим площади оснований конусов. Расположение оснований изображено на рисунке 4.

Рисунок 5 – Расположение оснований конусов на схеме ЛА

Найдем силы нормального давления:

Н;

_Н;

Определим полную продольную аэродинамическую силу от действия нормального давления для всего аппарата:

Н.

Продольную силу , вызванную трением, можно представить как некоторую долю от

силы всего летательного аппарата:

Н,

где - опытный коэффициент, значение которого находятся в пределах 0,2…0,6,

принимаем .

Силу, вызванную давлением на донный срез ЛА можно представить как некоторую долю от суммы сил и всего летательного аппарата:

Н,

где - коэффициент, который изменяется в пределах 0,15…0,25; принимаем .

Полная продольная сила Х корпуса летательного аппарата будет равна:

Н.

3. Определение продольной перегрузки

Продольная перегрузка определяется по формуле:

где – тяга двигателя, кН;

= 83523,7 кг - масса летательного аппарата на расчетный момент времени.