Располагаемая тяга (мощность) определяется по характеристикам двигателей в зависимости от режимов работы, атмосферных условий, скорости полета и количества работающих двигателей.
По кривым потребных и располагаемых тяг (мощностей) определяются следующие характерные скорости ГП (рис. 1):
Vmin т- минимальная теоретическая скорость, соответствующая полету на критическом угле атаки при CУа max ;
Vэк- экономическая скорость, соответствующая на кривых тяг максимальному избытку тяги (DРmax), а на кривых мощностей - минимальной потребной мощности (Nгп min);
Vнв - наивыгоднейшая скорость ГП, соответствующая минимальной потребной тяге, при полете с наивыгоднейшим углом атаки (aнв) при К max (на кривых мощностей - минимальному отношению N/V);
Vкрс - крейсерская скорость, соответствующая минимальному отношению (P/V) и, в первом приближении, минимальному километровому расходу топлива;
Vmax - максимальная скорость ГП, соответствующая равенству потребной и располагаемой тяг (мощностей) при данном режиме работы силовой установки.
Рис. 1. Кривые потребных и располагаемых тяг и мощностей
........ _ _ _ _ _ - механизация выпущена;
_______ - механизация убрана.
Метод Жуковского позволяет также определить параметры установившихся набора высоты и снижения. Для этого используются формулы определения:
- синуса угла наклона траектории:
- вертикальной скорости:
Для набора высоты и снижения обычно строятся на основании кривых тяг (мощностей) поляры вертикальных скоростей Vy=f(a) (рис. 2).
Рис. 2. Поляры вертикальных скоростей
_ _ _ _ _ - механизация выпущена;
_______ - механизация убрана.
По поляре вертикальных скоростей можно определить наивыгоднейшую скорость набора высоты (Vнв наб.), при которой достигается режим максимальной скороподъемности (V у max).
Расчеты рекомендуется выполнить в табличной форме (табл. 7). Для каждой конфигурации самолета рассчитывается отдельная таблица.
На основании выполненных расчетов и построенных графиков дайте письменно обоснованные ответы на следующие вопросы и решите по одной задаче (выбор задачи по номеру в списке журнала):
Контрольные вопросы
1. Почему даже теоретически невозможен установившийся горизонтальный полет со скоростью, меньшей Vmin? Как на ее величину влияет выпуск механизации и шасси?
2. Почему невозможен установившийся горизонтальный полет со скоростью, большей Vmax? Как на ее величину влияет выпуск механизации и шасси?
3. При полете с какой скоростью потребная тяга для установившегося горизонтального полета минимальна?. Как на ее величину влияет выпуск механизации и шасси?
4. Объясните изменение вертикальной скорости.
5. Как на величины угла набора и вертикальной скорости влияет выпуск механизации и шасси?
Задачи
1. Какова должна быть тяга силовой установки турбореактивного самолета в ГП на эшелоне? Масса самолета 100 т. Указание: на самолете установлено обычное крыло.
2. Как изменится потребная тяга силовой установки самолета, если при прочих равных условиях (см. условие задачи 1) на самолет установить суперкритическое крыло?
3. Рассчитать кривую потребных тяг Жуковского и построить ее график для самолета с TPД. Самолет имеет массу 90 т. высоту полета 11 км, площадь крыла 180 м2. Задана поляра самолета:
| Суа | 0.1 | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.8 | 1.0 | 1.09 | |
| Сха | 0.0194 | 0.0196 | 0.0208 | 0.0270 | 0.0381 | 0.0559 | 0.0891 | 0.123 |
4. По кривой Жуковского (см. задачу 3) определить графическим способом характерные скорости ГП. Дать пояснения, чем характерна каждая скорость.
5. Определить потребную скорость ГП самолета при стандартных условиях у земли, если полетная масса самолета 5250 кг, площадь крыта 71,5 м2 , коэффициент подъемной силы 0,7.
6. Определить истинную скорость самолета в стандартной атмосфере на высоте 1000 м, если его приборная скорость составляет 50 м/с. Поправками к прибору пренебречь.
7. Определить потребную тягу ГП самолета при некотором угле атаки, если полетная масса самолета 5250 кг, а аэродинамическое качество К=10.
8. С какой воздушной скоростью самолет может лететь на теоретическом потолке 5000м, если его экономическая скорость у земли составляет Vэкон 0 = 33,34 м/с?
9. Определить, во сколько раз изменяется потребная скорость и потребная мощность ГП одного и того же самолета, если при одинаковых условиях полета увеличить массу самолета с m1=5250 кг до m2=5500 кг.
10. Определить дальность планирования с высоты 100 м, если при данной скорости планирования аэродинамическое качество самолета равно 8,0.
11. Определить потребную скорость набора высоты самолета, если при равных условиях в ГП он развивает воздушную скорость 41,67 м/с, а угол наклона траектории =4°.
12. Определить тягу, необходимую для набора высоты самолета с углом наклона траектории =4°, если при равных условиях в ГП потребная тяга составляет 5240 Н, полетная масса 5250 кг.
13. Определить угол набора высоты самолета с полетной массой 5250 кг, если при равных условиях в ГП избыток тяги составляет 3690 Н.
14. Определить вертикальную скорость набора высоты самолета с полетной массой 5250кг, если при равных условиях в ГП избыток мощности составляет 154560 Вт.
15. Определить потребную скорость набора высоты с углом атаки a, если потребная скорость ГП - 520 км/ч, а угол наклона траектории =10°.
16. Определить наивыгоднейшую скорость набора высоты, если Суа нв =1,3; сила тяжести ЛА составляет 240000 Н, площадь крыла 80 м2 (Н = 0).
17. При некотором угле атаки потребная скорость ГП составляет 38,39 м/с. Определить потребную скорость планирования с тем же углом атаки, если угол наклона траектории при планировании =8°.
18. Определить угол планирования самолета, если при планировании на некотором угле атаки аэродинамические коэффициенты составляют Суа =0,58; Сха =0,058.
19. Определить аэродинамическое качество самолета на некотором угле атаки, если самолет планирует на скорости 140 км/ч с тягой Р = 0 и вертикальной скоростью Vy = 4 м/с.
20. Пользуясь данными задачи 19, определите дальность планирования самолета с высоты 100 м.
21. Самолет планирует с высоты 2000 м с углом атаки, которому соответствует аэродинамическое качество К = 17. Какова дальность планирования?