Получение массово-инерционных характеристик

Известны различные способы определения координат центра масс твердого тела: способ симметрии, способ разбиения, способ дополнения, способ интегрирования, экспериментальный способ. Для нахождения положения центра масс летательного аппарата целесообразно использовать приближенный аналитический метод.

Конструкцию летательного аппарата представляют в виде дискретной конечной совокупности аппроксимирующих фигур правильной геометрической формы. Вид аппроксимирующих фигур и их расположение определяются конструкцией летательного аппарата в соответствии с его схемой.

Выделяют следующие основные этапы определения массово-инерционных характеристик летательного аппарата.

1. Уточнение конфигурации, геометрических характеристик и структуры конструкции летательного аппарата.

2. Введение вспомогательной системы координат O¢xyz, связанной с корпусом летательного аппарата.

3. Выделение отдельных элементов летательного аппарата на основе их признаков: геометрической конфигурации и однородности распределения массы.

Выделяют, например:

- фюзеляж,

- носовой обтекатель,

- стабилизатор,

- киль,

- крыло,

- двигатели силовой установки и т.д.

4. Введение аппроксимирующих фигур для выделенных элементов конструкции. Основной принцип: подобие элементов и геометрических фигур.

5. Формирование характеристик аппроксимирующих фигур.

Для каждой аппроксимирующей фигуры необходимо определить:

а) массу m_i;

б) геометрические размеры;

в) положение центра масс во вспомогательной системе координат O¢xyz:

,

где - радиус-вектор, характеризующий положение центра масс i-той аппроксимирующей фигуры во вспомогательной системе координат;

г) матрицу направляющих косинусов, описывающую положение главных осей

инерции аппроксимирующих фигур относительно вспомогательной системы координат O¢xyz:

;

д) главный тензор инерции

.

6. Определение положения центра масс летательного аппарата во вспомогательной системе координат: ;

7. Введение связанной системы координат OXYZ летательного аппарата.

8. Определение положения центра масс каждого элемента (аппроксимирующей фигуры) в связанной системе координат: .

9. Определение матрицы направляющих косинусов , описывающей положение главных осей инерции i-го аппроксимирующего элемента относительно связанной системы координат (M_ВО - матрица направляющих косинусов, описывающая взаимное положение вспомогательной О¢xyz и связанной OXYZ систем координат).

10.Определение элементов тензора инерции каждого аппроксимирующего элемента на основе теоремы Штейнера-Гюйгенса. Элементы тензора инерции

определяют по следующим формулам:

где X_i ,Y_i ,Z_i - координаты центра масс i-той аппроксимирующей фигуры;

M_nmi - элементы матрицы направляющих косинусов ;

I_Xi I_Yi I_Zi - главные моменты инерции i-той аппроксимирующей фигуры.

11.Определение тензора инерции конструкции летательного аппарата:

.

К тяговым характеристикам летательного аппарата как объекта управления относят:

1) величины и расположение векторов силы тяги двигателей силовой установки относительно связанной системы координат

,

где - вектор силы тяги i-того двигателя;

n - количество двигателей;

2) положение точек приложения векторов силы тяги в связанной системе координат

где - радиус вектор точки приложения в связанной системе координат;

3) модели двигателей силовой установки, определяющие закон изменения силы тяги;

4) диапазоны отклонений параметров двигателей силовой установки от их расчетных значений;

5) виды входных воздействий двигателей силовой установки, в частности, управлений.

К аэродинамическим характеристикам летательного аппарата относят:

1) коэффициенты аэродинамических сил c_Xa, c_Ya, c_Za, (с_X, с_Y, с_Z);

2) коэффициенты аэродинамических моментов m_X, m_Y, m_Z;

3) производные коэффициентов аэродинамических сил по различным параметрам ;

4) производные коэффициентов аэродинамических моментов по различным параметрам

5) аэродинамические коэффициенты для отдельных элементов конструкции летательного аппарата;

6) производные аэродинамических коэффициентов отдельных элементов конструкции по различным параметрам;

7) диапазоны изменения указанных аэродинамических параметров.

Аэродинамические параметры перечисленных групп могут задаваться в виде графиков, таблиц или аналитически.

Аэродинамические коэффициенты являются функциями следующих групп параметров____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Контрольные вопросы

1. Как классифицируют первичные характеристики летательного аппарата?

2. Поясните термин “первичные характеристики”.

3. Перечислите летно-технические характеристики летательного аппарата.

4. Перечислите и поясните сущность геометрических характеристик.

5. Перечислите и поясните сущность массово-инерционных характеристик.

6. Назовите основные этапы определения массово-инерционных характеристик летательного аппарата.

7. Поясните понятие “тензор инерции” конструкции летательного аппарата.

8. Какова методика определения положения центра масс конструкции летательного аппарата?

9. Какова методика определения тензора инерции конструкции летательного аппарата?

10.Перечислите тяговые характеристики летательного аппарата.

11.Что относят к аэродинамическим характеристикам летательного аппарата?

12.Как используют первичные характеристики в процессе получения моделей летательного аппарата?

Дата добавления: 2014-01-14