Расчёт основных лтх самолёта

 

 

1.6 Определение максимальной вертикальной  скорости, скорости набора высоты  и потолка

 

Максимальную вертикальную скорость определяем для установившегося (V=const) набора высоты . При этом допущении расчёт и сводится к определению и скорости при нём.

 

 

 

 

 

 

 

 

Порядок расчёта

 

1. Ориентируемся на кривые  тяг Жуковского, в зоне наибольшего  избытка тяги на каждой принятой  высоте задаёмся четырьмя –  пятью значениями скоростей (наименьшее  значение скорости должно быть  примерно равно или чуть больше  значения скорости при минимальной  потребной тяге).

2. На каждой скорости  определяем по кривым значения  располагаемой и потребной тяг.

3. Вычисляем на каждой  из них избыток тяги.

 

 

4. Подсчитаем избыток мощности, умножив  на скорость V[м/с].

 

, [Н]

5. Строим на каждой принятой  высоте кривую избытка мощности  . (см. рис 1.6.1.)

6. По максимумам кривых  определяем .

7. Вычисляем максимальную  вертикальную скорость на каждой  принятой высоте по формуле

 

, [м/с]; [Н].

 

Результаты расчёта  , , записываем в итоговую таблицу 1.6.2, а сам расчёт оформили в таблице 1.6.1

 

Н=0:

= 110000-44000=66000Н.

=66000*51,94=3428040 Вт.

Вычисляем максимальную скорость на каждой принятой высоте:

= =15,55 ; =380628 Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.6.1

Высота	Величина		Принятые или полученные данные
Н=0	V	[км/ч]	187	227	267	307	347
		[м/с]	51,94	63,056	74,167	85,278	96,389
	[H]		44000	37000	33200	31800	31000
	[H]		110000	117200	103800	101200	89912
	[H]		66000	80200	70600	69400	58912
	[Вт]		3428040	5057091,2	5236190,2	5918293,2	5678560
Н=3	V	[км/ч]	269,8	309,8	349,8	389,8	429,8
		[м/с]	74,944	86,056	97,167	108,278	119,389
	[H]		44200	28333	25833	25000	26666
	[H]		84090	81810	80000	78180	69555,77
	[H]		39890	53477	54167	53180	42889,8
	[Вт]		2989516,16	4602016,71	5263244,89	5758224,04	5120566,3
Н=6	V	[км/ч]	387,3	431,75	473,02	539,68	600
		[м/с]	107,58	119,93	131,39	149,91	166,67
	[H]		40000	30000	25600	25600	30000
	[H]		65500	64700	63000	60122,5	60000
	[H]		25500	34700	37400	34522,5	30000
	[Вт]		2743290	4161571	4913986	5175265,36	5000100
Н=9	V	[км/ч]	418,46	473,85	523	575,38	646,15
		[м/с]	116,24	131,625	145,28	159,83	179,48
	[H]		30000	27700	27500	27500	28000
	[H]		46800	45100	44800	43900	43000
	[H]		16800	17400	17300	20556,9	15000
	[Вт]		1955520	2290275	2513344	3285622	2692200
Н=12	V	[км/ч]	600	662,16	691,89	727	756,76
		[м/с]	166,67	183,93	192,19	201,94	210,21
	[H]		22500	17000	17500	20000	22600
	[H]		28499,88	26441,43	26641,33	27871,77	29054,76
	[H]		6000	9441,43	9141,33	7871,77	6454,76
	[Вт]		1000000	1736562	1756872	1589625	1356855

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.6.2. (см. рис. 1.6.2.)

 

H[км]\V[км/ч]	VT min	Vпр min	Vнаив	Vкрс	Vmax	Vнаб	N изб[Вт]	V*y max [м/с]
0	118,92	292,3	341,56	489,189	767,568	96,389	5918293,2	15,55
3	237,5	348	368	504,762	793,65	119,39	5758224,04	15,2
6	279,365	489,25	494	537,5	811,25	149,91	5175265,36	13,6
9	396,92	522,27	558	669,7	830,3	179,48	3285622	8,63
12	421,62	660,9	665,5	678,378	824,32	183,93	1589625	4,3

1.7 Расчёт и построение барограммы  набора высоты самолётом

 

Расчёт минимального времени  набора заданной высоты сводится к  определению интеграла

Задачу решаем численными методами.

 

Порядок расчёта

 

1. Используя график  (см. рис. 1.6.3), построим подынтегральную функцию на отдельном участке в диапазоне высот .

2. Руководствуясь этим  рисунком, разбиваем высоту (от до ) на ряд элементарных участков, выбрав интервал высоты из условия, чтобы подынтегральная функция изменялась на интервале не более чем в 1,5 раза.

3. Определяем среднее значение  подынтегральной функции в каждом  выбранном интервале

 

, [м/с]

 

4. Вычисляем время набора  каждого выбранного интервала  высоты 

 

, [мин];        [м]

 

5. Последовательным суммированием  времени набора высоты всех  предыдущих участков, определяем  время набора принятой высоты

, [мин]

Расчёты сводим в таблицу 1.7.1

 м,           =15,55 м/с,          1/ =0,0643 с/м;

=1555 М, =15,3 м/с,             1/ =0,0654 с/м;

=1555 м.

=0,5 (0,0643+0,0654)=0,1297 м/с;

=0,1297 3,36 мин.

=44,33 мин.

По данным расчётов строим барограмму подъёма на рисунке 1.7.1, на котором построена подынтегральная  функция  , на нём же строим зависимость ( ).

 

Расчётная таблица для  построения барограммы подъёма

 

Величина	Принятые или полученные данные
Н	0	1555	2955	6000	9820	11000	12500	13000	13900
, м/с	15,55	15,3	15,1	13,6	8,45	5,65	3,5	2,45	0,5
,с/м	0,064	0,0654	0,0662	0,074	0,12	0,177	0,286	0,41	2
, м	0	1555	1400	3045	3820	1180	1500	500	900
( ) ,с/м	-	0,1297	0,0658	0,07	0,097	0,1485	0,2315	0,348	1,205
, мин	-	3,36	1,54	3,56	6,18	2,92	5,79	2,9	18,07
, мин	0	3,36	4,9	8,46	14,64	17,56	23,35	26,25	44,33

1.8 Расчёт и построение поляры  скоростей планирования

 

Расчёт планирования сводится к расчёту и построению поляры скоростей планирования и определению  режимов наибольшей дальности планирования и наибольшей продолжительности  планирования. Расчёт проводим на средней  высоте и при посадочной массе самолёта

, [кг]

Необходимую для расчётов поляру планирования принимаем совпадающей  с полярой самолёта

, взятой без учёта волнового  сопротивления (т.е при М<0,3).

 

Порядок расчёта

 

1. Задаёмся рядом значений  коэффициента подъёмной силы  с интервалом до 0,1 начиная с и кончая .

2. По поляре самолёта  при принятых значениях  определяем соответствующие им значения коэффициента лобового сопротивления .

3. Выисляем при каждом принятом значении коэффициента аэродинамическое качество

4. Определяем тангенс угла  планирования  .

5. Определяем по значению угол планирования , воспользовавшись таблицами тригонометрических функций.

6. По найденному углу  определяем значения , .

7. Подсчитываем скорость  планирования по формуле 

 

, [м/с]; (

8. Вычисляем горизонтальную и вертикальную составляющие скорости планирования

 [м/с]

 [м/с]

9. Руководствуясь полученными значениями скоростей и , построим поляру скоростей планирования (масштаб для берётся в 5 – 10 раз меньше, чем для ).

10. Сделаем разметку углов  атаки на поляре скоростей  планирования. Чтобы исключить дробные  значения углов  , по результатам расчёта предварительно построим зависимость (см. рис. 1.8.1) и затем воспользуемся ею для разметки углов атаки на поляре скоростей планирования .

11. Пользуясь полученной  полярой скоростей, определяем  режимы наибольшей дальности  планирования (путём проведения  к поляре касательной из начала  координат) и наибольшего времени  планирования (путём проведения  касательной к ней, параллельно  оси абсцисс).

Расчёты оформляем в виде таблицы 1.8.1

=0,7171

=10500/2=5250 м

=418500 – 0,9*19400=24340 кг.

После заполнения таблицы  определяем значения углов атаки  и скоростей, соответствующие наибольшей дальности и продолжительности  планирования:

 

- режиму наибольшей дальности  соответствует

=6 ;  [м/с];    10,5 [м/с];

- режиму наибольшей продолжительности  планирования соответствует

=11 ;  =106,5 [м/с];    8,9 [м/с];

 

Таблица 1.8.1 – расчётная  таблица для построения поляры скоростей  планирования

 

Величина	Принятые или полученные данные
	0,55	0,62	0,69	0,76	0,83	0,9	0,97	1,04	1,11	1,18	1,31
	0,037	0,042	0,048	0,056	0,067	0,078	0,09	0,098	0,12	0,146	0,229
K	14,86	14,76	14,375	13,57	12,39	11,54	10,78	10,61	9,25	8,08	5,72
	0,067	0,068	0,07	0,074	0,081	0,087	0,093	0,094	0,11	0,12	0,17
, (град)	4,26	4,32	4,45	4,7	5,15	5,52	5,9	5,97	6,97	7,6	10,72
	0,0669	0,0678	0,0698	0,0738	0,0808	0,0866	0,0925	0,0936	0,1093	0,1191	0,1676
	1	0,9977	0,9976	0,9973	0,9967	0,9962	0,9957	0,9956	0,994	0,9929	0,9859
,(м/с)	93,33	87,8	83,23	79,27	75,83	72,82	70,13	67,72	65,5	63,49	60
,(м/с)	93,33	87,6	83,03	79,06	75,58	72,54	69,83	67,42	65,11	63,04	59,15
,(м/с)	6,24	5,95	5,81	5,85	6,13	6,31	6,49	6,34	7,16	7,56	10,056
, (град)	2,5	4,6	5,95	7,8	9,3	10,8	12,4	14	15,65	17,2	18,75