Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Учебное пособие 1684

.pdf
Скачиваний:
38
Добавлен:
30.04.2022
Размер:
1.75 Mб
Скачать
Рис. 7.3
виражей можно определить предельного виража для з а-

2P Cx S V2 ,

где значение тяги Р определяется по характеристикам

двигателя. Для всех полученных значений Cx

по поляре

самолета

определят значения Cy .

 

 

 

 

 

Если

полученные

значения

Cy

Cy без , то

для

полу-

ченных

Cy

определяют значения

ny , значения

угла

кре-

на, радиус и время виража.

 

 

 

 

 

 

Если

полученные

значения

Cy

Cy без , то

принимают

Cy

 

Cy без

и

ny ny пред , по

поляре

определяют Cx ,

соот-

ветствующие

Cy без , и

определяют

потребное значение т я-

ги,

а

по

характеристикам

двигателя. Да лее определяют

угол

крена, радиус и время

виража.

 

 

 

 

В результате для каждой высоты строят семейство

графиков Cy

Cy (V), ny

ny (V), R = R(V), T = T(V),

c

c (V),

которое

называется графиком виражей (рис. 7.3).

 

При помощи графика все параметры правильного данной скорости.

Необходимо отметить, что с ростом высоты знач ения радиуса виража и времени виража увеличиваются при неизменном значении скор ости полета. Это происходит потому, что с ростом высоты полета при неи зменной

103

скорости уменьшается скоростной напор, в р езультате чего снижается перегрузка.

7.3. Неустановившийся вираж самолета

Расчеты показывают, что для современных самол етов наиболее быстрый и крутой вираж получается при ск о- ростях, значительно меньших максимальной скорости г о- ризонтального полета. Поэтому на больших скоростях на практике часто применяют форсирование правильн ого виража.

Под форсированием виража понимается уменьшение времени и радиуса виража путем использования пр е- дельных характеристик самолета ( Cy без ) и летчика ny пред .

Форсированный вираж является неустановившимся движением самолета в горизонтал ьной плоскости.

Поэтому для случая форсированного виража ура внение движения принимает вид :

mV P

Q .

 

 

Остальные уравнения такие

же, как и в случае пр а-

вильного виража.

Рассмотрим физическую картину поведения самолета

при выполнении форсированного виража.

 

Пусть форсированный вираж начинается со

скор ости

V Vmax . Это

значит, что перед началом виража

распол а-

гаема тяга равна лобовому сопротивлению с амолета.

Начиная

вираж, летчик накреняет самолет,

одновр е-

менно увеличивает Cy для того, чтобы траектория о ста-

валась в горизонтальной плоскости. При этом увел ичивается и коэффициент лобового сопротивления Cx . Лобовое сопротивление самолета становится больше распол а- гаемой тяги, так что скорость полета начинает умен ь- шаться.

Нормальная перегрузка при неизменном Cy также на-

чинает уменьшаться. Для сохранения высоты полета ле т- чику пришлось бы уменьшить угол крена и, след ова-

104

тельно, ослабить разворот. Во избежание этого нео бходимо увеличивать Cy с таким расчетом, чтобы но рмальная

перегрузка осталась прежней. Таким образом, при форс и- рованном вираже скорость полета и Cy , а стало быть и

угол атаки крыльев, непрерывно измен яются. Причем, для осуществления наиболее интенсивн ого разворота целесообразно с самого начала сообщать самолету наибольшую переносимую летчиком или в ыдерживаемую самолетом перегрузку.

Угол атаки крыльев при форсированном вираже можно увеличивать только до тех пор, пока коэффиц иент

подъемной

силы Cy

не достигнет наибольшего д опусти-

мого

по

условиям безопасности

полета

значения

Cy

Cy без . С этого

момента

начинается

вторая

фаза

фо р-

сированного виража. На второй фазе форсированного

в и-

ража

летчик поддерживает

неизменным

значением

Cy

Cy без .

Скорость

полета

на

этой

фазе виража

пр о-

должает падать, а перегрузка, и, следовательно, угол крена начинают уменьшаться, но остаются предельно возмо ж- ными для каждой скорости и разворот траект ории осуществляется с предельно возможной у гловой скоростью. Определение параметров форсированного виража можно производить методами численного и нтегрирования.

В частности при применении метода Эйлера мо жно придерживаться следующей расчетной схемы.

Для ряда высот по кривым потребной и распол а- гаемой тяг определяют максимальные скорости (числа М) горизонтального полета, которые являются для каждой высоты начальными значениями скорости. Для каждой высоты задаются предельными значениями перегрузки.

Далее определяют

значения

угла

крена.

По

графикам

Cy M , Cx0 M ,

B M

находят

значения

коэффициентов

для начального

момента времени t

t0 , которому

соответ-

ствует M Mmax . Из уравнения движения определяют зн а- чение угла атаки в начальный момент времени:

105

 

 

 

nyG Cy 0Sq

P

.

 

 

 

 

P

Cy Sq

 

 

 

 

 

 

 

 

По уравнению поляры определяют значение Cx

для на-

чального момента

времени.

Затем

определяют

значение

производных

V 0 ,

0 для

начального момента

врем ени.

 

 

 

 

 

 

 

 

Кроме этого определяют радиус виража для н ачального

момента

времени.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

И, наконец, по формуле метода Эйлера определяют

значение

скорости

V1

и

угла

 

курса

c1 для

момента

времени

t1 t0

t ,

где

t - шаг

интегрирования:

 

 

 

 

V1

V0

V

 

 

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

 

 

 

 

 

 

c1

0

 

 

 

0

t

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Затем расчет

повторяют

для

 

моментов

времени

t1 , t2 и

т.д.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 7.4

Рис. 7.5

106

В некоторый момент времени может оказаться, что форсированный вираж достиг второй фазы, т.е. Cy дос-

тигло значения

Cy без . С

этого

момента расчет форс иро-

ванного

виража

ведется для

постоянного значения

Cy Cy без .

И расчетная

схема

несколько изменяется, а

именно на каждом шаге определяется предельное зн аче-

ние ny

и предельное значение угла крена. В результ ате

расчета

получаются

графики

зависимостей

Cy t , ny t ,

V t ,

c

t , R t .

которые

позволяют построить

траекторию

форсированного

виража,

т.е.

зависимость R

R

c

(см.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рис. 7.4

и 7.5).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Литература

 

 

 

1

. Аэромеханика

самолета / Под ред. А.Ф.

Бочкарева. -

М.: Машиностроение, 1977.

 

 

 

 

2

. Бабков В.Ф., Бирюля А.К., Сидоренко В.М. Прох оди-

мость

колесных

машин по грун ту. - М.: Автоиздат, 1959.

3

. Воронин В.И., Пентюхов В.И., Блажков А.Е.

Об о д-

ном способе оптимизации режима разгона СВВП от н у- левой до эволютивной скорости. В сб. термодинамика лопаточных машин и общая механика., Воронеж, ВПИ. -

1972.

 

 

4

. ГОСТ 20058-80. Динамика летательных аппаратов

в атмосфере. Термины, определения и обозначения.

5

. Динамика полета / Под ред. А.М.

Мхитаряна. - М.:

Машиностроение, 1978.

 

6

. Острославский И.В., Стражева И.В.

Динамика п олета

: расчет траекторий летательных а ппаратов. - М.: Машиностроение, 1969.

7

. Острославский И.В.,

Стражева И.В. Динамика п оле-

та: устойчивость и управляемость

летательных

апар атов. -

М.: Машиностроение, 1965.

 

 

 

8

. Пентюхов В.И. О взлете

самолетов с

грунтовых

аэродромов., Авиационная

техника, 4,1977.с.131 -136.

107

9. Пентюхов В.И. Об оптимальном направлении ве к- тора тяги при разбеге самолета. В сб. Строительная м е- ханика, газоаэродинамика и производство летател ьных аппаратов. Воронеж, ВПИ. - 1970.

10. Пентюхов В.И., Воронов В.Ф., Дронов Н.П. Об улучшении взлетнопосадочных характеристик самол ета. Деп. в ГОСИНТИ № 17 - 78.

11. Пентюхов В.И. Возмущенное движение совр еменных самолетов в турбулентной атмосфере. Воронеж, изд - во ВГТУ, 1995.

12. Смирнов А.И. Аэроупругая устойчивость лет ательных аппаратов. - М.: Машиностроение, 1980.

13. Эльсгольц Л.Э. Дифференциальные уравнения и вариационное исчисление. - М.: Наука, 1965.

14. Эшли Х. Инженерные исследования летательных аппаратов./ Пер. с анг. - М.: Машиностроение, 1980.

О г л а в л е н и е

1.Уравнение движения самолета

3

1.1. Гипотеза стационарности

-

1.2. Внешние силы, действующие на самолет

6

1.3. Системы координат

9

1.4. Уравнения движения самолета

12

1.5. Понятие о перегрузке самолета

13

1.6. Связь между перегрузкой самолета и характером

 

траектории полета

14

2.Установившееся движение самолета

16

2.1. Основные определения

-

2.2. Метод тяг Н.Е. Жуковского

-

2.3. Упрощенный метод тяг

24

2.4. Режимы полета по диаграмме потребных и

 

располагаемых тяг

27

2.5. Метод мощностей

31

2.6. Планирование самолета в однородной среде

32

108

3.Дальность и продолжительность полета

 

33

3.1. Основные понятия и определения

 

-

3.2. Определение дальности полета самолета с ТРД

 

36

3.3. Упрощенный метод определения дальности полета

 

самолета с ТРД

 

40

3.4. Определение дальности полета самолета с винтовыми

двигателями

 

42

3.5. Влияние ветра на дальность полета самолета

 

45

4.Взлетные и посадочные характеристики самолета

 

48

4.1. Определение длины разбега самолета

 

-

4.2. Определение взлетной дистанции самолета

 

51

4.3. Взлет самолетов с грунтовых аэродромов

 

52

4.4. Об оптимальном направлении вектора тяги при

 

 

разбеге самолета

 

59

4.5. Об оптимизации режима разгона СВВП до

 

 

эволютивной скорости

 

63

4.6. Определение посадочной дистанции самолета

 

66

5.Неустановившееся движение самолета в вертикальной

плоско-

сти

72

5.1. Динамический потолок самолета

 

-

5.2. Уравнения неустановившегося движения самолета

75

5.3. Метод численного интегрирования дифференциальных

уравнений

 

78

5.4. Схема расчета программных неустановившихся

 

 

движений самолета

 

82

6.Движение самолета при наличии кинематических связей

 

84

6.1.Наведение самолета - перехватчика по кривой погони -

6.2.Наведение самолета - перехватчика по методу

параллельного сближения

89

6.3. Наведение самолета - перехватчика по методу

 

пропорционального сближения

92

6.4. Наведение самолета - перехватчика по методу

 

трех точек

93

109

 

7.Криволинейное движение самолета в горизонтальной

 

плоскости

94

7.1. Основные понятия

-

7.2. Определение параметров правильного виража

96

7.3. Неустановившийся вираж самолета

100

Литература

104

ЛР 020419 от 12.02.92. Уч. изд. л. - 6,7.

110