книги из ГПНТБ / Донов А.Е. Динамика полета летательных аппаратов

А. Е. ДОНОВ

ДИНАМИКА ПОЛЕТА ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

ЛКВВИА

им.А.Ф.Можайского

И З Д А Н И Е 3^? | 9 6 1 Э ч А К А Д Е М И И

ВВЕДЕНИЕ

Настоящий учебник написан на базе материалов лекций по курсу „Динамика полета летательных аппаратов", которые читались автором слушателям "Ленинградской краснознаменной военно-воздушной инженерной академии им. А. Ф. Можайского. Основной особенностью этого курса является комплексное из­ ложение вопросов динамики полета всех основных типов со­ временных летательных аппаратов: баллистических и крылатых ракет, пилотируемых самолетов и т. п. Такое комплексное из­ ложение позволяет наилучшим образом раскрыть основные за­ кономерности динамики полета летательных аппаратов как науч­ ной дисциплины, дает возможность наиболее широко осветить принципиальную сущность инженерных методов расчета полета и полностью исключает возможность повторений, неизбежных при системе изложения, построенной на последовательном рас­ смотрении конкретных типов летательных аппаратов. По мнению автора, комплексная система изложения материала наиболее приемлема при подготовке инженеров широкого профиля.

Без ущерба для полноты, ясности и конкретности изложе­ ния в книге сведены до минимума сведения справочного харак­ тера, подробные рекомендации по выбору числовых значений различных расчетных параметров и т. п. Подобного рода све­ дения и рекомендации большей частью быстро стареют и начи­ нают нуждаться в замене, в то время как принципиальная сто­ рона вопроса обычно мало изменяется и сохраняется в течение достаточно длительного промежутка времени. Поэтому соответ­

3

тельных аппаратов в вертикальной и горизонтальной плоскостях для любых скоростей и высот полета, а также вопросам взлета и посадки самолетов и ракет. Кроме этого раздела, курс содер­ жит еще два раздела, не вошедшие в настоящую книгу: пер­ вый раздел, посвященный установившимся и квазиустановившимся движениям центра тяжести летательных аппаратов, и последний раздел, в котором излагаются вопросы балансировки, устойчивости и управляемости летательных аппаратов.

Использование учебника предполагает наличие знаний у слу­ шателей по смежным дисциплинам — теоретической механике, общей и прикладной аэродинамике, теории двигателей и т. п.

4

Г Л А В А I

ОСНОВЫ ДВИЖЕНИЯ С УСКОРЕНИЕМ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ

§ 1. ДВИЖЕНИЕ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА С УСКОРЕНИЕМ

Движение центра тяжести летательного аппарата полностью определяется величиной и направлением всех внешних сил, действующих на него в полете. Такими внешними силами яв­ ляются: сила веса, подъемная сила, сила лобового сопротивле­ ния и сила тяги, развиваемая силовой установкой. Обозначим

геометрическую сумму всех внешних сил через Fвнем. Если

сил, действующих на летательный аппарат, обязательно должна быть равна нулю.

Но в общем случае движения летательного аппарата

согласно второму закону Ньютона, разделить вектор Рвнеш на массу летательного аппарата т (фиг. 1):

-> _*fвнеш

1

5

на две составляющие; тангенциальную (касательную) у0т и нор­ мальную у0„ (фиг. 2).

В соответствии с этим сила Fвнсш также, может быть разло-

-У

жена на две составляющие: тангенциальную силу FaHeui^ и нор­ мальную силу FeHeuin (фиг. 2).

Благодаря наличию тангенциального ускорения у0т происхо­

дит изменение скорости центра тяжести по величине (увеличе­ ние или уменьшение). Следовательно, тангенциальная сила

— У

Fенеш.-с является причиной изменения величины скорости движе­ ния центра тяжести летательного аппарата.

Благодаря наличию ускорения у'0„ происходит искривление

траектории центра тяжести летательного аппарата. Значит,

V

же, принадлежащих второму класса, всегда Уоя ^ О,

6

F внеш. n ф о ,

так как здесь всегда имеет место искривление траектории.

беспилотные летательные аппараты движутся с ускорением. Что

§ 2. СПОСОБЫ СОЗДАНИЯ УСКОРЕНИЯ ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА

У различных типов летательных аппаратов ускорение центра тяжести создается по-разному. Рассмотрим сперва летательные аппараты с несущими поверхностями. К такому виду летатель­ ных аппаратов относятся пилотируемые самолеты и некоторые типы крылатых ракет. При этом мы рассмотрим только наибо­

полете. Возьмем самолет, совершающий прямолинейный гори­ зонтальный полет с постоянной скоростью. Как известно, в даннцм случае движение его центра тяжести определяется сле­

дующей системой внешних сил: силы веса G, подъемной силой Y,

7

Фиг. б

9