Мегаобучалка Главная | О нас | Обратная связь


Аэродинамический расчет самолета



2019-08-14 285 Обсуждений (0)
Аэродинамический расчет самолета 0.00 из 5.00 0 оценок




Содержание

Введение

1. Аэродинамический расчет самолета

1.1 Расчет потребных тяг

1.2 Расчет располагаемых тяг

1.3 Определение летно-технических характеристик самолета

1.3.1 Минимальная теоретическая скорость установившегося горизонтального полета Vmin теор

1.3.2 Наивыгоднейшая скорость горизонтального установившегося полета Vнвнв)

1.3.3 Крейсерская скорость горизонтального установившегося полета Vкркр)

1.3.4 Максимальная скорость горизонтального установившегося полета Vmaxmax)

1.3.5 Вертикальная скорость самолета. Наивыгоднейшая скорость набора высоты. Время подъема

2. Расчет характеристик устойчивости и управляемости самолета

2.1 Определение средней аэродинамической хорды крыла (САХ)

2.2 Определение положения аэродинамического фокуса самолета

2.3 Расчет балансировочной кривой

Список использованных источников

 


Введение

 

Динамика полета - это наука о законах движения летательных аппаратов под действием аэродинамических, гравитационных и реактивных сил.

Она представляет собой сочетание в основном трех классических дисциплин: механики твердого тела, механики жидкости и газа и математики.

Среди широкого круга задач динамики полета большое практическое значение имеют задачи, связанные с изучением установившегося прямолинейного движения самолета. Решение их позволяет определить летные характеристики самолета, характеризуемые диапазонами возможных скоростей и высот, скороподъемностью, дальностью, продолжительностью полета и т. д.

При определении летно-технических характеристик самолета пользуются уравнением сил в проекции на оси траекторией системы координат, рассматривая при этом самолет как материальную точку переменной массы. А при расчетах устойчивости и управляемости самолета его рассматривают как твердое тело.

Исходными данными для выполнения курсовой работы являются результаты курсовой работы по Аэродинамике «Расчёт аэродинамических характеристик самолёта Ан-124», его геометрические параметры, аэродинамические характеристики и крейсерские поляры.

Курсовая работа содержит расчеты, графики и рисунки, пояснения и обоснования расчета летно-технических характеристик, характеристик продольной устойчивости и управляемости самолета.

 


Аэродинамический расчет самолета

 

В задачу аэродинамического расчета входит определение, в зависимости от действующих на самолет внешних сил, кинематических параметров установившегося движения центра масс самолета, т.е. его летно-технических характеристик (ЛТХ). К ЛТХ относится максимальная скорость горизонтального установившегося полета на разных высотах, предельно возможная высота горизонтального полета, время подъема самолета на различные высоты (если движение при подъеме принимать как установившееся), дальность полета самолета и т.д.

Рассмотрим уравнения движения прямолинейного установившегося полета при наборе высоты без крена искольжения (вертикальная плоскость)

 

P cos (α + φ) = X + m g sin θ ;

Y + P sin (α + φ) = m g sin θ, (1.1)

 

где α - угол между продольной осью Ох самолета и проекцией скорости V на плоскость симметрии самолета;

φ - угол между силой тяги двигателя Р и средней хордой крыла;

θ - угол наклона траектории образован направлением скорости V и местной горизонтальной плоскостью.

Так как в условиях решаемой задачи угол наклона траектории невелик (θ < 20˚), а угол (α + φ) относительно мал, то можно принять, что

 

P · cos (α + φ) = Р, P · sin (α + φ) = 0, cos θ = 1.

 

В этом случае уравнения движения примут вид

 

Р = X + m · g · sin · θ; Y = m ·g. (1.2)

 


Скорость или число M полета из второго уравнения

 

 или  ; (1.3)

 ; ,

 

где ρН - атмосферное давление на высоте Н; Н = 11000 м.

 м/с ; ,

Как видно, скорость полета, потребная при заданном значении су, в первом приближении (пренебрегаем составляющей силы тяги P · sin (α + φ)) не зависит от тяги двигателя, а значит, зависит только от значения су. Необходимое условие установившегося полета - равновесие моментов сил, действующих на самолет,- выполняется летчиком путем соответствующего отклонения руля высоты.

Из первого уравнения системы (1.2), имеем sin θ = (P-X)/m·g , где аэродинамическое сопротивление X принимая равным потребной тяге Рn, получим

 

sin θ = (Р-Рn) /m·g = Δρ/m·g (1.4)

 

Из (1.4) следует, что для того, чтобы выполнить полет по траектории, летчик должен посредством рычага управления двигателем обеспечить необходимую (располагаемую) силу тяги Р.

Таким образом, в первом приближении скорость полета зависит от значения су, а наклон траектории к горизонту - от величины силы тяги двигателя Р.

Сила тяги двигателя в общем случае зависит от скорости и высоты полета и от положения дросселя. Обычно эта зависимость (для наглядности) задается графически в виде сетки кривых Р(М,Н) или P(V,H) для различных положений дросселя или аналитически.

В основе всех методов аэродинамического расчета лежит сопоставление значения какого-либо параметра, потребного для осуществления выбранного режима полета, со значением этого же параметра, которое обеспечивает двигатель, т.е. располагаемой величиной параметра. Очевидно, равенство потребной и располагаемой величин выбранного параметра является условием установившегося движения. В качестве параметра можно выбрать, например, силу тяги или мощность, развиваемую двигателем, расход топлива и др.

Метод аэродинамического расчета, основанный на сравнении величин потребной и располагаемой тяг (метод тяг), построенный Н.Е.Жуковским, - основной метод аэродинамического расчета.

В методе тяг условием установившегося полета является равенство потребной и располагаемой сил тяги.

 

Таблица 1 – Исходные данные на самолёт Ан-124

Наименование параметров Обозначение, размерность Числовое значение
Страна Экипаж Число мест пассажиров   nж nпас СССР 6 -
Размах крыла Площадь крыла Стреловидность крыла Относительная толщина крыла: корн. / концев. Диаметр фюзеляжа l, м S, м2 χ0,25, град Dф, м 73,3 628 30 0,14 / 0,10 8,7
Число и тип двигателей Взлётная тяга одного двигателя Взлётная мощность одного двигателя nдв Ро, даН Nо, кВт 4, ТРДД 23450 -
Взлетная масса самолёта Масса пустого снаряженного самолёта Платная нагрузка Запас топлива mо, кг mп.сн., кг mпл, кг mт, кг 405000 25000 150000 230000
Дальность полёта Крейсерская скорость Крейсерская высота полёта Скорость при заходе на посадку Длина взлётной дорожки Длина посадочной дорожки L, км Vкрейс, км/ч H, км Vзах, км/ч Iвзл, м Iпос, м 4500 800 11 200 2400 2400

 

Таблица 2 – Величины стандартной атмосферы

Геометрическая высота Н, м Атмосферное давление Рн, Н/м Температура Тн, К Плотность ρн, кг/м3 Скорость звука ан, м/с
0 103323,0 288,15 1,2492 340,28
2000 81065,0 275,14 1,0265 332,52
4000 62782,0 262,13 0,8356 324,56
6000 48144,0 249,13 0,6732 316,41
8000 36351,0 236,14 0,5363 308,05
11000 23137,0 216,66 0,3720 295,07

 

Расчет потребных тяг

 

Для горизонтального установившегося полета без крена и скольжения при условий, что угол α + φ мал, имеем следующую систему уравнений

 

Р = Х, Y = m·g . (1.5)

 

Из первого уравнения, являющегося условием постоянства скорости, следует, что в горизонтальном установившемся полете тяга равна лобовому сопротивлению и называется потребной тягой Рn = X . Второе уравнение системы (1.5) - условие постоянства высоты полета.

Итак, потребная тяга определяется силой лобового сопротивления для установившегося горизонтального полета на высоте Н и можетбыть вычислена по формулам

 


 или

 ; (1.6)

 , (1.7)

 

где сх - коэффициент аэродинамического сопротивления, берется с графика крейсерских поляр, полученных в РГЗпо аэродинамике для соответствующего числа М и режима полета, определяемого значением су . Последнее определяется по формуле (1.7) и зависит от полетной массы самолета , скорости М и высоты полета Н через плотность воздуха ρН и скорость звука аН.

Все расчеты сводим в таблицу.

 

 

Таблица 3 – Расчет потребных тяг

М

0,3 0,4 0,6 0,7 0,75 0,8 0,85 0,9 0,95

Н = 0

су 0,97 0,546 0,24 0,17 0,15 0,14 0,12 0,1 0,097
сх 0,036 0,012 0,017 0,019 0,023 0,04 0,063 0,09 0,139
Рпотр (Н) 147303 87231 281138 443594 608580 1134000 2083725 3572100 5687536

Н = 2000м

су 1,237 0,696 0,31 0,23 0,2 0,17 0,15 0,14 0,12
сх 0,07 0,02 0,019 0,021 0,025 0,042 0,066 0,095 0,144
Рпотр (Н) 224527 114052 243261 362387 496125 980576 1746360 2693250 4762800

Н = 4000м

су 1,595 0,897 0,4 0,3 0,26 0,22 0,2 0,18 0,16
сх 0,13 0,03 0,022 0,023 0,028 0,046 0,071 0,102 0,155
Рпотр (Н) 323492 132595 218295 304290 427431 829882 1408995 2249100 3844969

Н = 6000м

су 2,08 1,17 0,52 0,4 0,33 0,3 0,26 0,23 0,21
сх 0,21 0,075 0,028 0,03 0,033 0,053 0,079 0,109 0,169
Рпотр (Н) 400716 254423 213715 297675 396900 701190 1205965 1880961 3194100

Н = 8000м

су 2,75 1,55 0,7 0,5 0,44 0,4 0,34 0,31 0,27
сх 0,32 0,14 0,042 0,036 0,042 0,064 0,09 0,125 0,192
Рпотр (Н) 461847 358491 238140 285768 378859 635040 1050618 1600403 2822400

Н = 11000м

су 4,34 2,43 1,08 0,8 0,7 0,61 0,54 0,48 0,43
сх 0,691 0,35 0,11 0,053 0,076 0,098 0,128 0,174 0
Рпотр (Н) 557854 571667 404250 262946 430920 637643 940800 1438763 0

 

 

Графики зависимости потребных тяг от числа М приведены в приложении А.

 



2019-08-14 285 Обсуждений (0)
Аэродинамический расчет самолета 0.00 из 5.00 0 оценок









Обсуждение в статье: Аэродинамический расчет самолета

Обсуждений еще не было, будьте первым... ↓↓↓

Отправить сообщение

Популярное:
Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация...
Организация как механизм и форма жизни коллектива: Организация не сможет достичь поставленных целей без соответствующей внутренней...



©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (285)

Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку...

Система поиска информации

Мобильная версия сайта

Удобная навигация

Нет шокирующей рекламы



(0.009 сек.)