Динамика полета. Характерные скорости горизонтального полета самолета. (Лекция 6)

Содержание

Слайд 2

Характерные скорости горизонтального полета Кривые Жуковского позволяют оценить характерные скорости ГП,

Характерные скорости
горизонтального полета

Кривые Жуковского позволяют оценить
характерные скорости ГП, т.е. оценить
предельные

возможности самолета.

Теоретическая минимальная скорость – это
скорость в ГП на критическом угле атаки αкр (суmax)

Определение по кривым Жуковского:
Необходимо провести касательную к кривой Рп=f(V)
или Nп=f(V), параллельную оси ординат.

Поскольку установившейся полет на критическом угле атаки
практически невозможен, то эту скорость называют теоретически
минимальной.

Слайд 3

Наивыгоднейшая скорость – это скорость в ГП при которой требуется минимальная

Наивыгоднейшая скорость – это
скорость в ГП при которой требуется
минимальная

потребная тяга

Определение по кривым Жуковского:
Необходимо провести касательную к кривой Рп=f(V) в
точке Рп min, параллельную оси абсцисс.

Аналитический метод определения

Аэродинамическое качество будет максимальным если
∂К/∂суа=0.

Слайд 4

Крейсерская скорость – это скорость в ГП на которой отношение потребной

Крейсерская скорость – это скорость
в ГП на которой отношение

потребной
тяги к потребной скорости минимально, т.е.

Определение по кривым Жуковского:
Необходимо провести из начала координат
касательную к кривой Рп=f(V).

Аналитический метод определения :

Слайд 5

Приравняв получим: откуда . Экономическая скорость – это скорость в ГП

Приравняв получим:

откуда .

Экономическая скорость – это скорость
в ГП при которой полет

выполняется на эконо-
мическом угле атаки αэк и потребная мощность
минимальна .
Слайд 6

Определение по кривым Жуковского: Необходимо провести касательную к кривой Nп=f(V) в

Определение по кривым Жуковского:
Необходимо провести касательную к кривой
Nп=f(V) в

точке Nп min, параллельную оси абсцисс.

Аналитический метод определения

Потребная мощность будет минимальной если коэф-
фициент мощности

Для этого необходимо

Решение этого уравнения даст значение коэф-
фициента подъемной силы на экономическом
режиме полета

Слайд 7

Максимальная скорость – это скорость в ГП при которой полет выполняется

Максимальная скорость – это скорость
в ГП при которой

полет выполняется на
максимальном газе.

Определение по кривым Жуковского:
Точка пересечения кривой потребных тяг с
располагаемой тягой построенной при работе
двигателей на максимальном газе.

Практическая минимальная скорость – это
скорость в ГП при которой полет выполняется с
работой двигателей на минимально допустимом
газе (не путать с малым газом).

Слайд 8

Характерные скорости ГП самолет с ТРД

Характерные скорости ГП

самолет с ТРД

Слайд 9

Самолет сТВД (ПД)

Самолет сТВД (ПД)

Слайд 10

Характерные режимы ГП Практически минимальная скорость делит диапазон возможных скоростей ГП

Характерные режимы ГП

Практически минимальная скорость делит диапазон
возможных скоростей ГП на

две характерные области:

первых режимов от до ;
вторых режимов от до .

Отличительные особенности при полете ВС на
этих режимах:
- управление самолетом

На первом режиме самолет стремится сохранить
заданную скорость ГП при возмущениях. На
втором режиме он этими свойствами не обладает.

- экономичность

Скорость полета на первом режиме всегда больше,
чем на втором. Значит полет на первом режиме более
экономичен, т.к. дальность при том же времени полета
больше (а при той же дальности время полета меньше).

Слайд 11

- безопасность полетов Полет в области первых режимов является безопасным, т.к.

- безопасность полетов

Полет в области первых режимов является безопасным,
т.к. когда скорости

большие, углы атаки малые. Слож-
ность управления и близость углов атаки к критическому
не гарантируют БП в области вторых режимов.

Условия полета самолета:
- в области I режима
- в области II режима

Через опасность сваливания крейсерские
полеты на вторых режимах запрещены !

Слайд 12

Схема первых и вторых режимов ГП самолет с ТРД

Схема первых и вторых режимов ГП

самолет с ТРД

Слайд 13

самолет с ТBД

самолет с ТBД

Слайд 14

Измерение приборной и истинной скоростей

Измерение приборной и истинной
скоростей

Слайд 15

Приборная скорость рекомендованная инструкцией экипажу Инструмен-тальная поправка Аэродинами-ческая поправка Исправленная приборная

Приборная скорость рекомендованная инструкцией экипажу

Инструмен-тальная поправка

Аэродинами-ческая поправка

Исправленная приборная скорость
Эту скорость

показывает КУС - 1200

Соотношение между скоростями

Слайд 16

10 20 30 40 50 70 80 60 90 100 Vпр

10

20

30

40

50

70

80

60

90

100

Vпр

Поправка

Vист=Vпр

Прибор КУС - 1200

Слайд 17

Диаграмма диапазона истинных скоростей На высоте: Н=0 м , Н При

Диаграмма диапазона истинных
скоростей

На высоте:
Н=0 м

, Н

При одном и том же

суа получим

или

∆, √1/∆

√1/∆


H

Тогда:

Слайд 18

Изменение характерных скоростей ГП по высоте при отсутствии сжимаемости воздуха V,

Изменение характерных скоростей ГП по высоте
при отсутствии сжимаемости воздуха

V, км/час

Vт.min

Vэк

Vнаив

Vкрс

Н

Самолет Як-42.

Масса 54000 кг.

Vпр. т.min

Слайд 19

Изменение максимальной скорости ГП Примем (на разных высотах) (пренебрегаем влиянием сжимаемости

Изменение максимальной скорости ГП

Примем (на разных высотах)

(пренебрегаем влиянием сжимаемости !!!)

Тогда при

изменении Н

H2 > H 1

Слайд 20

Максимальная скорость ГП Самолет с ТРД: 1 – влияние сжимаемости не

Максимальная скорость ГП

Самолет с ТРД:

1 – влияние сжимаемости не сказывается;
2

– входит в область интенсивного
влияния сжимаемости на высоте Н1;
3 – на всех высотах находится в области
интенсивного влияния сжимаемости.

H1

Самолет с ТВД:

Слайд 21

Максимальная скорость ГП на больших высотах полета

Максимальная скорость ГП
на больших высотах полета

Слайд 22

Диаграммы диапазонов характерных скоростей (истинных) самолет с ТРД самолет с ТВД

Диаграммы диапазонов характерных скоростей
(истинных)

самолет с ТРД

самолет с ТВД

Слайд 23

Эксплуатационные ограничения скорости полета - ограничения по тяге двигателей: Оценивают по

Эксплуатационные ограничения
скорости полета

- ограничения по тяге двигателей:

Оценивают по величине максимальной

скорости в ГП
(располагаемая тяга, мощность при номинальном
режиме работы двигателей)

- ограничения по безопасности полетов:

по результатам летных
испытаний

АП-25

для штилевых условий !!!

В реальных условиях

Слайд 24

Согласно АП-25 при полете в неспокойной атмосфере нормируется значение индикаторных порывов

Согласно АП-25 при полете в неспокойной атмосфере
нормируется значение индикаторных порывов ветра

по
высоте полета:

Скорость горизонтального полета, при которой при
произойдет выход на αдоп(су доп), и есть минимально
допустимая в ГП по условию безопасности полетов

При заданной массе самолета и высоте полета задается
ряд значений скорости ГП (от ) и рассчитываю-
тся соответствующие значения углов атаки αг.п..
В соответствии с полетной массой самолета выбирается
значение коэффициента К. Используя соотношение

рассчитывается зависимость

Слайд 25

Определение предельной скорости

Определение предельной скорости

Слайд 26

- ограничения по прочности конструкции: Изменения угла атаки вызванное воздействием вертикаль-

- ограничения по прочности конструкции:

Изменения угла атаки вызванное воздействием вертикаль-
ного порыва

ветра, может привести к неблагоприятным
последствиям и при полете на больших скоростях.
Возникшая в результате порыва нормальная перегрузка
может превысить максимальную эксплуатационную
перегрузку , что не допустимо.

Для самолетов ГА из условий прочности назначается
значение максимальной эксплуатационной перегрузки

Чтобы гарантировать самолет от этого явления устанавлива-
ется максимально допустимая скорость по максимальной
эксплуатационной перегрузке

Воздействие вертикального индикаторного порыва
ветра приводит к появлению вертикальной
перегрузки:

Слайд 27

где: «+» восходящий порыв ветра; «-» нисходящий порыв ветра. Допустимый индикаторный

где:
«+» восходящий порыв ветра;
«-» нисходящий порыв ветра.

Допустимый индикаторный порыв ветра:

Тогда

при заданной интенсивности индикаторного
порыва ветра предельная скорость равна:
Слайд 28

Ограничения по прочности конструкции лимитируются также допустимым скоростным напором Для самолетов

Ограничения по прочности конструкции
лимитируются также допустимым скоростным
напором

Для самолетов ГА qдоп≈(13…19)·103

Н/м2

Тогда максимально допустимая скорость полета:

где

ограничения по устойчивости и
управляемости:

Для самолетов ГА ограничение верхнего предела
скорости по числу М устанавливается из условия
обеспечения устойчивости и управляемости.
В этом случае скорость ограничивается
заданием допустимого числа

Тогда