Document 4734659

Динамика полета изучает взаимодействие самолета с потоком
воздуха, рассматривая движение его центра масс как
поступательное движение материальной точки. Все силы,
действующие на самолёт, условно считают приложенными в центре
масс, а моменты - уравновешенными отклонением рулей.
Установившимся называется такое движение самолета,
при котором все силы, действующие на самолёт,
взаимно уравновешены и самолёт совершает равномерное,
прямолинейное движение.
В установившемся полёте самолёт движется по инерции.
К установившемуся полёту относятся:
1.
Набор высоты
2.
Горизонтальный полет
3.
Снижение
Горизонтальный полет самолета.
Горизонтальный полет - основной
эксплуатационный режим полёта самолётов
гражданской авиации.
Горизонтальным полетом называется полет
самолета на постоянной высоте с постоянной
скоростью.
V=const;
H=const;
Подъемная сила Y направлена
перпендикулярно потоку воздуха
Сила лобового сопротивления X
Сила тяги P
Сила веса G
a
a
Все эти силы лежат в плоскости
симметрии самолета.
Ya=mg - условие горизонтальности;
Xa=P – условие равномерности
Потребная скорость – скорость, необходимая для
выполнения режима горизонтального полёта.
Vгп=√(2mg/qSCy)
Минимальная скорость горизонтального полёта
будет соответствовать полёту на угле атаки акр,
при котором Су-мах
Vmin=√(2mg/qSCy-max)
Максимальная скорость горизонтального полёта
Vmax=√(2Pmax/qSCx-min)
Потребная мощность- мощность, это
необходимая для выполнения режима
горизонтального полёта. Она измеряется
работой, которую совершает потребная сила
тяги за 1 секунду.
Nпотр=A/t=(PпотрS)/t
Nпотр- потребная мощность, Вт;
Pпотр – потребная сила тяги, Н;
A –работа, Дж;
S – путь пройденный самолётом в
горизонтальном полёте, м;
t – продолжительность полёта, с.
Кривая располагаемой
силы тяги-1
представляет собой
характеристику силовой
установки для силы
тяги , построенную для
определения режима
работы двигателя.
Кривая потребной
силы тяги-2 показывает,
какая сила тяги необходима
для выполнения горизонтального полета на данной высоте с
той или иной скоростью. Например, при скорости полёта 625
км/ч силовая установка создаёт Ррасн=12100 Н, а для
выполнения горизонтального полёта с этой скоростью
потребна сила тяги Рпотр=3100Н.
ΔР=Ррасн-Рпотр –избыток силы тяги
Кривые потребной и располагаемой
мощностей – представляют собой
характеристики для
мощности.
По кривой располагаемой мощности
можно определить полезную мощность
воздушного винта на данной высоте
при данной скорости вращения винта
для разных скоростей полёта.
Кривая потребной мощности даёт
возможность определить, какая
мощность необходима для
выполнения горизонтального полёта на данной высоте с той или иной
скоростью.
Разность между мощностями Nрасп и Nпотр называется избытком мощности
ΔN, при ΔN=0 самолет выполняет горизонтальный полёт
Режимы горизонтального полёта
Прямая АВ параллельная оси абсцисс пересекает кривую потребной
мощности в двух точках, а1и а2 – соответствующих углам атаки, и
V1 и V2 – соответствующих скоростям полёта. Это значит, что
горизонтальный полёт
возможен на двух режимах с
одинаковой затратой мощности.
Если прямую АВ опускать, то
точки , соответствующие углам
атаки а1 и а2, сближаются, а
потребная мощность
уменьшается. Как только
прямая становится касательной
к кривой, углы атаки
совмещаются в точке,
соответствующей
экономическому углу атаки.
Существует два режима горизонтального полёта:
К первому режиму относятся все скорости горизонтального полёта
от Vmax до Vэк. На этом режиме углы атаки малы, а1<аэк обтекание
безотрывное, самолёт устойчив и хорошо управляем.
Ко второму режиму относятся все скорости горизонтального полёта
от Vэк до Vmin. На данном режиме углы атаки большие а2>аэк.
Нарушается плавность обтеканий из-за срывов потока на
некоторых участках крыла, ухудшается поперечная устойчивость,
снижается эффективность элеронов. В летной практике выход на
второй режим полёта не желателен, так как может привести к
потере скорости.
Влияние высоты на горизонтальный полёт.
Увеличение высоты полета приводит к
увеличению Vпотр из-за уменьшения плотности
воздуха. Формулы потребной скорости для высот
Н и Н=0:
VH=√(2G)/(cx Sp )
a
H
Потребная сила тяги от высоты полета не
зависит.
PH=CX S (pHV²H/2), так как PH=XH;
P0=CX S (puV²u/2), так как P0=X0.
a
a
Разделив первое выражение на второе, получим
PH=P0.
При увеличении высоты из-за
уменьшения плотности воздуха
минимальная скорость
горизонтального полёта
увеличивается.
Предполагается, что
двигатели невысотные и
поэтому с увеличением высоты
уменьшается располагаемая
тяга и мощность, избытки тяги
ΔР и мощности ΔN,
максимальная скорость Vmax и
летный диапазон скоростей ΔV.
Влияние сжимаемости воздуха на
горизонтальный полёт –
На больших скоростях полёта вследствие сжимаемости воздуха
возникает волновое сопротивление и в результате этого резко
увеличивается потребная сила тяги Pпотр.
На скоростях полёта V1>700-800 км/ч вследствие сжимаемости
возрастает секундный расход воздуха через двигатель, повышается
температура торможения, а поэтому и температура в камерах
сгорания. Располагаемая тяга
увеличивается.
Влияние массы самолета на его полёт
Скорость, потребная для горизонтального
полёта, пропорциональна √mg. Т.е., если масса
увеличится в 4 раза, то потребная скорость
увеличится в 2 раза
Vпотр=√2G/(CyaSp)=√2mg/(CyaSp).
Потребная тяга увеличивается
пропорционально массе самолета:
Pпотр=G/K=mg/K.