Учебное пособие 1684
.pdf2P 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