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

книги из ГПНТБ / Микеладзе, В. Г. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и крылатых ракет

.pdf
Скачиваний:
214
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
4.94 Mб
Скачать

между давлением в данной точке поверхности тела (если изме­ рялось давление на поверхности) и давлением в невозмущенпом потоке, отнесенную к скоростному напору невозмущенного потока.

 

 

а=3°

 

 

 

 

■ /1=0,8

7 *~'

*■—»

-т— ^

■--

 

 

-- П--

т

 

 

____

Результаты измерения давления по поверхности отдельных элементов летательного аппарата, например по сечению крыла параллельно плоскости симметрии аппарата, даются обычно в ви­ де диаграмм p —f{x), где х — относительный линейный размер, а для приведенного примера — относительная хорда крыла в этом сечении (рис. 1.065), где верхняя кривая относится к верх­ ней, нижняя — к нижней поверхности крыла, в сечении которого

(в отдельных точках)

было измерено давление. Диаграмма р =

= f(x) дана для чисел М = 0,8 и 1,0.

1.065. АТМОСФЕРА СТАНДАРТНАЯ

Аэродинамические

характеристики летательных аппаратов

вполете обычно измеряются при обычном состоянии атмосферы

вкаждом конкретном случае. Сравниваются же аэродинамиче­ ские характеристики лишь при одинаковых условиях, так как из­ мерения аэродинамических характеристик одного и того же ле­ тательного аппарата, произведенные в разное время, далее в те­ чение одного дня, дают различные результаты. Для приведения результатов измерения характеристик аппарата к одинаковым пользуются так называемой стандартной атмосферой, с помощью которой результаты измерений, произведенных при разных усло­ виях, приводятся к одинаковым атмосферным условиям. Стан­ дартная атмосфера заключена в таблицу численных значений физических параметров атмосферы для ряда высот, взятых на

10

 

 

 

Таблица стандартной атмосферы (ГОСТ 4401—64)

 

 

 

Геометри-

Температура Гд

Барометрическое давление /7д

 

 

Плотность Qh

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ческая

 

 

 

 

 

Ph

 

 

 

высота

°С

К

мбар

мм рт. ст

КГС/м2

Ро

кг/м3

КГС-с2/м4 '

Qo

к, м

 

 

 

 

 

 

 

0

15,00

2 8 8 ,1 5

1013,25

7 6 0 ,0 0

10332,3

1,000

1,2250

1 ,2 4 9 2 -1 0 -1

1,000

500

11,75

2 8 4 ,9 0

954,53

7 1 5,96

9 733,5

9 ,4 2 0 5 -1 0 -1

1,1672

1 ,1 9 0 2 -1 0 -1

9 ,5 2 8 2 -1 0 -1

1000

8 ,5

281,65

8 9

8,76

6 74

,12

5000

— 17,5

2 5 5 ,6 3

540,45

405

,37

10 000

— 5 0 ,0

223,15

264,91

198,70

20 000

— 5 6 ,4 9

216,66

55,269

41,455

30 000

— 42,80

230,35

11,835

8,8777

40 000

— 15,49

257,66

 

2,9586

2,2191

50 000

0 ,8 5

274,0

8 ,4 5 8 1

-1 0 -1

6 ,3 4 4 1 -1 0 -1

90 000

— 88,15

185,00

1 ,8 4 4 4 -Ю -з

1 ,3 8 3

4 -Ю -з

9164,8 8 ,8 7 0 1 -1 0 -1

5511,1 5 ,3 3 3 8 -1 0 -1

2701,3 2 ,6 1 4 4 -1 0 —1

563,59 5 ,4 5 4 6 -1 0 -2

120,69 1,16 8 1 -1 0 -2

30,169 2 ,9 1 9 9 -Ю -з

8,6249 8 ,3 4 7 5 -1 0 -4 1 ,8 8 0 8 -1 0 -2 1 ,8 2 0 3 -1 0 -6

1,1117

7 ,3 6 5 4 -1 0 -1

4 ,1 3 5 7 -1 0 -1

8 ,8 8 7 0 -1 0 -2

1 ,7 9 0 1 -1 0 -2

4 ,0 0 0 3 -Ю -з

1 ,0 7 5 4 -Ю -з 3 ,4 7 3 3 -1 0 -6

1 ,1 3 3 6 -1 0 -1

7 ,5 1 0 6 -1 0 -2

4 ,2 7 2 -1 0 -2

9 ,0 6 2 3 -Ю -з

1 ,8 2 5 4 -Ю -з

4 ,0 7 9 2 -1 0 -4

1 ,0 9 6 6 -1 0 -4

Со

4^От СО

О sj-

 

 

1

9 ,0 7 5 1 -1 0 -1

6 ,0 1 2 5 -1 0

-1

3 ,3 7 6 1 -1 0

-1

7 ,2 5 4 7 -1 0 -2

1 ,4 6 1 3 -1 0 -2

3 ,2 6 5 6 -Ю -з

оо со -С' со

Т О

2,8 3 5 4 -1 0

- 6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

 

 

 

 

 

Вязкость

 

 

 

 

Геометриче­

 

Скорость

звука а

динамическая ц

кинематиче­

Ускорение сво­

Средняя длина

 

 

 

ская высота

/ Л

 

 

 

 

 

ская V

бодного падения g,

свободного про­

А, м

 

 

 

 

 

 

м/с2

бега молекул /, м

 

м/с

км/ч

пз

 

КГС•С/м2

М2/С

 

 

 

 

 

 

0

1,0000

340,28

1225,0

1,7894

-10-6

1,8247-10-6

1,4607-10-5

9,80665

6,3741-10-а

500

9,7612-10-1 338,36

1218,1

1,7736

-10-4

1,8086

1,5196

9,80511

6,6688-10-8

1000

9,5263-10-1 336,43

1211,1

1,7578

-10-4

1,7925-10-6

1,5812-10-5

9,80357

6,9791-10-8

5000

7,7540-10-1 320,5.1

1153,8

1,6280

-10-4

1,6601-Ю-б 2,2103-10-5

9,79128

1,0240

-10-7

10 000

5,8104-10-1 299,45

1078,0

1,4571

-10-4

1,4858-10-6

3,5232-10-5

9,77594

1,7471

-10-7

20 000

2,6934-10-1 295,07

1062,2

1,4217

-10-4 1,4497-10-6 1,5997-10-4

9,74537

8,0505

-10-7

30 000

1,2088-10-1 304,25

1095,3

1,4959-10-4 1,5254-10-6 8,3565-10-4

9,71494

4,0786-10-6

40 000

5,7145-10-2 321,78

1158,4

1,6384-10-4 1,6707-10-6 4,0956-Ю-з

9,68466

1,8900-10-5

50 000

2,9629-10-2

331,82

1194,6

1,7203

-10-4 1,7542-10-6

1,5997-10-2

9,65452

7,1585

-10-5

90 000

1,6839-Ю -з

272,66

981,6

1,2420

-10-4

1,2665-10-6

3,5759-10-2

9,53536

1,9474-10-2

основе данных среднегодовых многолетних наблюдений для ука­ занной выше географической широты (см. 1.035).

В Советском Союзе разработана «Таблица стандартной ат­ мосферы» (ГОСТ 4401—64) для высот от —2000 до 200 000 м. Ниже приведена выборка из этой таблицы. В таблице баромет­ рическое (атмосферное) давление (рл на высотах /г) дано в раз­ личных единицах, а именно:

в миллибарах ( м б а р ) .............................................1 бар=105 Н/м2 или 1 мбар = 1 02 Н/м2

в миллиметрах ртутного столба

(мм рт. ст.)

. 1

мм рт. ст.=133,322 Н/мг

в технических атмосферах (ат,

кгс/м2) . . .

1 ат=9,80665 104 Н/м2

1.066. МЕЖДУНАРОДНАЯ СТАНДАРТНАЯ АТМОСФЕРА

В настоящее время ИСО разработана Международная стан­ дартная атмосфера (MCA), проект которой был одобрен ИСО ТК20 в сентябре 1970 г. После утверждения MCA Советом ИСО' она будет рекомендована (всем странам для использования. В частности, будет заменена «Таблица стандартной атмосферы», которая была введена СССР в действие в 1964 г. (ГОСТ 4401— 64). Проект Рекомендации новой MCA был предложен Подко­ митетом «Стандартная атмосфера» (в СССР).

Международная стандартная атмосфера составлена на осно­ ве стандартных атмосфер ИКАО 1964 и США 1962 гг. с исполь­ зованием новых работ по исследованию атмосферы.

Таблицы международной стандартной атмосферы составлены в функции геометрической и геопотенциальной высот для диапа­ зона высот от —2000 до 50 000 м. Они имеют три раздела, наз­ ванных соответственно таблицами I, II и III.

В табл. I содержатся значения температуры, давления, плот­ ности и ускорения свободного падения в зависимости от высоты; которые даются отдельно для геометрической и геопотенциаль­ ной высот.

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а I

Высота

Темпера­

Давление р

 

Ускорение

Плотность

Q свободного

тура

 

 

 

 

падения g

 

 

 

 

 

h, м Я , gpm г, к t , °с

м бар

мм рт. ст.

кг-м—3

м• с-2

П р и м е ч а н и е . Геометрическая высота дается в метрах и обозначаете® через /г, м (или h, т); представляет расстояние от заданной точки до гори­ зонтальной плоскости, лежащей на среднем уровне моря (й = 0).

Геопотенцнальная высота дается также в метрах (гпм), обозначается че­ рез Н, гпм (или Н, gpm) и определяется из выражемия

gn

13

где g(h) — ускорение силы тяжести на геометрической высоте Л;

стандартное ускорение силы тяжести, равное 9,80665 м/с2.

Впроекте MCA размерности величин в надписях к таблицам даны латинскими буквами, например, в табл. I:

A, m

Я ,

gpm

г, к t, °С

р, mbar р, mm Hg Q, Kg'111- з

g , m -s-2

В табл.

II

содержатся

отношения p l p n, q/ q п,

V q/Q,h ско-

рость звука, вязкость и коэффициент теплопроводности в зави­ симости от высоты:

c 5 (D^

Высотаметричсс l

А, м

 

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а II

 

 

 

Скорость

Вязкость

Коэффнци-

 

 

 

 

 

ент тепло-

P/Pn

e/Q„

У Q/Qn

звука

1

динамиче­ кинемати­

проводиости

 

 

 

a, м-c-

ская {Л,

ческая V,

X,

 

 

 

 

 

Вт-M- 1-R—1

 

 

 

 

 

Н-с-м2

М2-с~1

 

В проекте MCA размерность величин в надписях к табл. II дана латинскими буквами:

Л, m P/Ph 6/6 п Y Q/Qn a, m • s—'1 N • m‘- ■s

v,

X,

m2-s—i W-

i

В табл. III заключены значения высоты однородной атмос­ феры (шкала высоты), удельный вес, концентрация частиц, ско­ рость частиц воздуха, частота соударений и средняя длина про­ бега частиц в функции высоты (геометрической и геопотенциальной):

 

 

 

 

 

Т а б л и ц а 111

Высота

Шкала

Удельный

Концен­

Скорость

Частота

Средняя

геомет­

трация

соударе­

длина

высоты

вес

частиц

рическая

частиц

нии

пробега

 

 

 

А, м

H p , м у. КГ ■М 2. с '2 п ,

3

«1

0 1

ы, С- 1

/, м

В проекте MCA размерность величин в надписях к табл. III дана латинскими буквами:

Л, m Нр, m у, kg-m—2-s~2

В

1

го

v, m - s ~1 ы, s~i 1, m

В таблицах MCA все величины даны в системе единиц СИ. Таблицы MCA подсчитаны исходя из общепринятых для сред­ него уровня моря значений температуры, давления и шютностп

воздуха. Стандартное давление воздуха на уровне моря рп, рав­ ное 1,013250-Ю5 Н-м2, соответствует давлению 760 мм столба ртути с плотностью 13595,1 кг-м-3 при ускорении свободного па­ дения gn= 9,80665 м-с-2; остальные физические характеристики атмосферы на уровне моря даны в табл. IV.

Т а б л и ц а IV

Характеристика

Температура воздуха по абсолют­ ной термодинамической шкале

Плотность воздуха Скорость звука

Средняя длина свободного пробега молекул

Средний диаметр молекул Концентрация частиц Средняя скорость частиц воздуха

Частота соударений частиц воз­ духа

Динамическая вязкость Кинематическая вязкость Коэффициент теплопроводности Высота однородной атмосферы Молекулярная масса воздуха

Обозначе­

Величина

Единица

ние

измерения

 

Тп

288,15

к

Qn

1,2250

кг-м-3

а„

340,294

м-с-1

и

66,328-10-9

ы

а

0,365-10-9

м

п„

25,471-1024

М3

V„

458,94

м-с-1

wп

6,9193-109

с—1

 

Ни

17,894-10-6 КГ-М—1-С—'1

v„

14,607-10-6

М2-С—1

X

2,5343-10-2 Вт-м-1-K -i

НРп

8434,5

м

м

28,964420

КГ-МОЛЬ—1

В книге приведены выборочные значения содержащихся в табл. I, II, III параметров только для высот 0; 500; 1000; 5000; 10 000; 20000; 30 000; 40 000; 50 000 м, т. е. тех, которые для при­ мера даны из таблицы стандартной атмосферы по ГОСТ

4401—64.

Число, стоящее после значения параметра,— показатель сте­ пени десяти и является сомножителем данного значения. Приве­ денные значения параметров позволят сравнивать их с соответ­ ствующими значениями из ГОСТ 4401—64. Кроме того, указан­ ные в табл. I, II и III значения, взятые для геометрических высот, можно сравнивать со значениями, взятыми для геопотенциальных высот.

1.100. ЭЛЕМЕНТЫ САМОЛЕТА И КРЫЛАТОЙ РАКЕТЫ

Самолет и крылатая ракета обычно имеют следующие основ­ ные части: несущую поверхность (крыло) (рис. 1.100 и 1.101, не­ сущая поверхность на рисунках заштрихована), корпус (фюзе­

15

ляж), управляющие поверхности (органы управления, стабили­ затор, киль, см. рис. 1.115), силовую установку.

Рис. 1.101. Двухступенчатая ракета:

S —корпус 2-й ступени; 2—крыло; 3—рули; -/—корпус [-й ступени; 5—оперение (стабилизирующие поверхности)

1.105. Несущая поверхность (крыло) самолета и крылатой ракеты

Несущая поверхность (крыло) — одна из частей самолета и крылатой ракеты, служащая для создания основной подъемной ’силы. Несущая поверхность в зависимости от назначения лета­ тельного аппарата в сечении, параллельном плоскости симметрии

.летательного аппарата, может иметь различную форму (различ­ ные профили)—от плоской пластинки с заостренными кромками у ракеты до сложной формы профиля крыла самолета. На рис. 1.105 дан профиль для одного из сечений крыла пассажирского

Рис. 1.105.

16

зала о .о Чйтллы

Л, ni

Я , gpm

0

0

500

500

1000

1000

5000

4995

10000

9984

20000

19937

30000

29859

40000

39750

50000

49610

 

Я, gpm

h, m

\

0

0

|

500

500

 

1000

1000

 

5000

5004

 

10000

10016

 

20000

20063

 

30000

30142

 

40000

40253

.1

50000

50396

 

 

ПРОЕКТ РЕКОМЕНДАЦИИ ИСО

Международная стандартная атмосфера (MCA)

Величины в функции геометрической высоты

т, К

1, °С

р, inbar

р, mni Hg

288,150

15,000

1,01325+3

7,60000+2

284,900

11,750

9,54613+2

7,16019+2

281,651

8,501

8,98763+2

6,74128+2

255,676

—17,474

5,40483+2

4,05395+2

223,252

—49,898

2,64999+2

1,98765+2

216,650

—56,500

5,52929+1

4,14731 + 1

226,509

—46,641

1,19703+1

8,97843+0

250,350

—22,800

2,87143+0

2,15375+0

270,650

—2,500

7,97787—1

5,98389—1

Величины в функции геопотенциальной высоты

т, к

О О

р, mbar

р, mm I4g

288,150

15,000

1,01325+3

7,60000+2

284,900

11,750

9,54608-1-2

7,16015+2

281,650

8,500

8,98746+2

6,74115+2

255,650

—17,500

5,40199+2

4,05183+2

223,150

—50,000

2,64362+2

1,98288+2

216,650

—56,500

5,47487+1

4,10649+1

226,650

—46,500

1,17186+1

8,78968+0

251,050

—22,100

2,77520+0

2,08157+0

270,650

—2,500

7,59443—1

5,69629—1

Таблица 1

Q, kg-пт 3

g, m -s‘"2

1,22500+0 9,8066

1,16727+0 9,8051

1,11166+0 9,8036 7,36429— 1 9,7912 4,13510—1 9,7759 8,89097—2 9,7452 1,84101—2 9,7147 3,99566—3 9,6844 1,02687—3 9,6542

Продолжение

q, kg - ш—3

g, m ■s-2

1,22500+0 9,8066

1,16727+0 9,8051

1,11164+0 9,8036 7,36116—1 9,7912 4,12706—1 9,7758 8,80345 - 2 9,7450 1,80119—2 9,7143 3,85099—3 9,6836 9,77519—4 9,6530

со

Таблица II

ПРОЕКТ РЕКОМЕНДАЦИИ ИСО

Международная стандартная атмосфера (MCA)

Величины в функции геометрической высоты

h , m

Р / Р п

Q/ Qn

V Q/Qn

a , m-s—1

р., N ■m2• s

■v, m2.s—1

X, W- m- i - K - i

 

 

 

 

 

 

 

0

1,00000

1,00000

1,00000

340,294

1,7894—5

1,4607—5

2,5343 -2

500

9,42130—1

9,52876—1

9,76154-1

338,370

1,7737—5

1,5195—5

2,5087—2

1000

8,87010—1

9,07477—1

9,52616—1

336,435

1,7579—5

1,5813—5

2,4830—2

5000

5,33415—1

6,01166—1

7,75349—1

320,545

1,6282-5

2,2110—5

2,2747—2

10000

2,51533—1

3,37559—1

5,80999—1

'299,532

1,4577—5

3,5251—5

2,0072—2

20000

5,45599—2

7,25793-2

2,69405—1

295,069

1,4216—5

1,5989-4

1,9518—2

30000

1,18137—2

1,50286—2

1,22591—1

301,709

1,4753—5

8,0134—4

2,0345—2

40000

2,83388—3

3,26176—3

5,71119—2

317,189

1,6009—5

4,0067—3

2,2313—2

50000

7,87354—4

8,38264—4

2,89528—2

329,799

1,7037—5

1,6591—2

2,3954—2

 

 

 

 

 

 

 

Продолжение

 

 

Величины в функции геопотеицмальнон высоты

 

 

Я , gpm

Р / Р п

Q/Qn

V c / Q n

a , m-s- 1

р, N-rrH-s

v, m2-s—i

X, W- m- i - K - i

 

 

 

 

 

 

 

0

1,00000

1,00000

1,00000

340,294

1,7894—5

1,4607—5

2,5343—2

500

9,42125—1

9,52872—1

9,76152—1

338,369

1,7737—5

1,5195-5

2,5087 —2

1000

8,86993—1

9,07463—1

9,52609—1

336,434

1,7578—5

1,5813—5

2,4830—2

5000

5,33135—1

6,00911—1

7,75184—1

320,529

1,6281—5

2,2118—5

2,2745—2

10000

2,60905—1

3,36903—1

5,80433—1

299,463

1,4571—5

3,5306—5

2,0064—2

20000

5,40328—2

7,18649—2

2,68076—1

295,069

1,4216—5

1,6148—4

1,9518—2

30000

1,15654—2

1,47036 —2

1,21258— 1

301,803

1,4760—5

8,1948—4

2,0357 -2

40000

2,73891—3

3,14366—3

5,60684—2

317,633

1,6045—5

4,1666—3

2,2371—2

50000

7,49512—4

7,97974—4

2,82484—2

329,799

1,7037 —5

1,7429—2

2,3954 -2

Л, m

Нр, m

0

8434,5

500

8340,7

1000

8246,9

5000

7495,7

10000

6555,4

20000

6381,6

30000

6692,9

40000

7420,6

50000

8047,4

Я , gpm

Нр, ш

0

8434,5

500

8340,7

1000

8246,8

5000

7495,0

10000

6552,5

20000

6381,7

30000

6697,4

40000

7441,9

50000

8048,4

ПРОЕКТ РЕКОМЕНДАЦИИ ИСО

 

Т а б л и ц а III

 

 

Международная стандратная атмосфера (MCA)

 

 

Величины в функции геометрической высоты

 

 

у, kg-in 2.s—2

п, т 3

v, m-s—1

о), S—1

/, ш

1,2013+1

2,5471+25

458,94

6,9193+9

6,6328—8

1,1445+1

2,4271+25

456,35

6,5560+9

6,9608—8

1,0898+1

2,3115+25

453,74

6,2079+9

7,3090—8

7,2105+0

1,5313+25

432,31

3,9183+9

1,1033-7

4,0424+0

8,5981+24

403,97

2,0559+9

1,9649—7

8,66 45—1

1,8487+24

397,95

4,3546+8

9,1387—7

1,7885—1

3,8280+23

406,91

9,2197+7

4,4134—6

3,8696—2

8,3082+22

427,78

2,1037+7

2,0335—5

9,9136—3

2,1352+22

444,79

5,6213+6

7,9125 -5

 

 

 

 

Продолжение

Величины в функции геопотенциальной высоты

 

 

у, kg-m~2 .s—2

п, m—3

V, П1-.Ч- 1

О), S 1

U ш

1,2013+1

2,5471+25

458,96

6,9193+9

6,6328—8

1,1445+1

2,4271+25

456,35

6,5560+9

6,9608—8

1,0898+1

2,3114+25

453,74

6,2078+9

7,3092—8

7,2075+0

1,5306+25

432,29

3,9164+9

1,1038—7

4,0345 + 0

8,5814+24

403,88

2,0514+9

1,9688-7

8,5790—1

1,8305+24

397,95

4,3117+8

9,2295 -7

1,7497—1

3,7452+23

407,03

9,0231+7

4,5110—6

3,7291—2

8,0074+22

428,38

2,0303+7

2,1099—5

9,4360 - 3

2,0326+22

444,79

5,3512+6

8,3120-5

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ