§ 13. Сравнение ротора автожира и крыла самолета.
Н
а
фиг. 70 даны характеристика ротора,
имеющего параметрыА = 3, δ = 0,006, γ =
10, Θ = 2˚, k=1,0и характеристика монопланного крыла,
имеющего размах, равный диаметру ротора,
и относительное удлинениеλ = 6.
Крыло имеет тот же профиль что и лопасть
ротора автожира (Геттинген429),причем
коэффициент подъемной силы крыла в
целях сравнения отнесен к площади круга
отметаемого ротором.
Приблизительное значение индуктивного сопротивления, отнесенного к Сyнанесено на фиг.68 пунктиром; оно будет одинаково для обеих несущих поверхностей согласно § 1.
Из сравнения характеристик ротора и крыла следует.
Максимальное качество ротора меньше максимального качества крыла более чем в 2 раза, благодаря чему автожир хуже самолета в скороподъемности и в потолке.
В пояснение того, что максимальное качество ротора должно быть меньше, чем максимальное качество крыла, можно привести следующие соображения.
У крыла при некоторых углах атаки результирующая аэродинамическая сила наклонена вперед от перпендикуляра к хорде крыла, тогда как у ротора на всех углах атаки результирующая аэродинамическая сила наклонена от оси ротора назад.
Глава 3. Аэродинамический расчет автожира.
Аэродинамический расчет автожира делается с целью определения его летных характеристик, как то:
горизонтальных скоростей - максимальных и минимальных, без снижения;
потолка;
скороподъемности;
скорости по траектории при крутом планировании.
§ I. Поляра автожира.
Для выполнения аэродинамического
расчета автожира необходимо вычислить
поляру всего автожира. Почти все
существующие автожиры помимо основной
несущей поверхности - ротора - имеют еще
небольшое неподвижное крыло, расположенное
под ротором. Поэтому прежде всего в нашу
задачу должно войти определение поляры
комбинированной несущей поверхности,
состоящей из ротора и крыла; очевидно,
что, имея такую поляру, будет легко
получить поляру всего автожира простым
прибавлением вредного сопротивления
к лобовому
сопротивлению ротора и крыла.
Если подходить строго к этой задаче, то необходимо было бы учесть взаимное влияние ротора и крыла. Но если учет влияния ротора на крыло, выражающийся в скосе потока у крыла благодаря наличию индуктивной скорости, вызванной ротором, более или менее определен, то влияние крыла на работу ротора (которое возможно изменить распределением осевых скоростей на сметаемом диске ротора) учесть трудно. Поэтому мы ограничиваемся учетом влияния ротора на крыло. Это приближение допустимо еще и по той причине, что подъемная сила крыла у большинства существующих автожиров составляет от веса автожира примерно 8 - 10% на малых скоростях и 25 - 30% на максимальных скоростях.
Коэффициенты
и
при данном угле атаки автожираiвычисляются подобно коэффициентам
и
при
помощи уравнений; аналогичных уравнениям
(47) (48) и (50), в последнем вместо
и
нужно брать
и
из продувки.
Если результаты продувки модели отнести
к площади, сметаемой ротором, то множитель
8 уравнения (50)
будет
равен единице,
§ 2. Построение кривой потребных тяг (кривая Пено) для горизонтального полета автожира.
Имея поляру автожира, мы можем приступить к вычислению и построению кривой потребных тяг для горизонтального полета у земли.
Ввиду того, что автожир может совершать горизонтальный полет при больших углах атаки (благодаря тому, что у него нет срыва струй, как у самолета), тяга его винта будет давать вертикальную слагающую (фиг. 73) и уравнения установившегося равномерного горизонтального полета для автожира при определенном угле атаки iнапишутся так:
6(55)
где G0- полный вес автожира,Ф- потребная тяга пропеллера,τ - угол между осью пропеллера и плоскостью вращения ротора (плоскостью вращения считается плоскость, перпендикулярная к оси ротора).
Отсюда определяем погребную скорость горизонтального полета автожира:
(56)
и потребную тягу пропеллера:
(57)
На малых углах атаки эти формулы принимают обычный вид, встречающийся при аэродинамическом расчете самолета:
Определив VиФдля ряда углов атакиi, мы построим кривую Пено автожира для горизонтального полета у земли.
Для горизонтального полета автожира на высоте, как и для самолета, строить кривую потребных тяг нет нужды, а нужно ввести для оси абсцисс дополнительные масштабы для различных высот.7