Траекторные углы 7 страница

Рис. 75. Удельная нагрузка на крыло:

1- самолетов первого поколения (); 2—самолетов второго поко­ления и их модификаций () и аэробусов (); 3 – современные самолеты

(3-е поколение)

Год ввода в эксплуатацию.

Рис. 76. Рост эффективности размера:

1— модификации с измененными фюзеляжами и аэробусы;

2 — исходные варианты и модификации с умеренным увеличением числа пассажиров. - исходный вариант и модификации; — аэробусы;

- региональные самолеты

 

 

 

 

Взлетная масса, кг

Рис. 77. Тенденция к возрастанию удельной нагрузки на крыло:

1 — винтовые самолеты; 2 — реактивные дозвуковые самолеты;

3 — сверхзвуковой транспортный самолет.

Размеры крыла оказывают непосредственное влияние не только на массу конструкций, но и на нагрузку от воздушных порывов. Это заметно из

 

V

зависимости для перегрузки, вызванной порывом воздушного потока треугольной формы:

 

(41)

44

где - коэффициент демпфирования порывов, который в основном зависит от высоты и нагрузки на крыло. Поскольку масса крыла примерно пропорциональна , высокая удельная нагрузка на него благоприятна для снижения массы кон­струкции, когда нагрузки от воздушных порывов являются критическим фактором. Кроме снижения массы, уменьшение нагрузок от порывов способствует более спокойному для пассажиров полету в турбулентном воздухе.

Влияние удлинения крыла на наклон крыла

1. (несжимаемое течение)

(угол стреловидности )

0,09b

схема

По теореме Жуковского известно, что для профиля (или крыла ) без учета вязкости , если угол атаки [ рад ].

Более сложную форму дает Торенбик:

Здесь - относительная толщина профиля; - угол схода хвостовой кромки профиля в градусах.    

хвост профиля

Экспериментальная величина для значений .

Если берется в градусах, то для профиля (M=0,2):

или округленно .

Для крыла :

, (41)

здесь:

- поправочный коэффициент, учитывающий сужения крыла .

Для

- отношение полупериметра к размаху крыла – поправка Джонса

2. Стреловидное крыло с учетом сжимаемости:

(42)

здесь:

- угол стреловидности крыла по линии 0,5 хорды

- удлинение крыла (по трапеции)

- поправка на сжимаемость

Крыло конечного размаха

Теорема Жуковского для подъемной силы действительна для любого тела, а не только для профиля и задача та же – найти .

Обычно вначале рассматривается крыло условное – бесконечного размаха, составленное из бесконечного ряда одинаковых профилей.

 

 

 

 

 

 

 

ось    

самолета  

Линия  

Каждый профиль имеет циркуляцию , поэтому получается равномерное распределение циркуляции или бесконечный вихревой шнур постояннойинтенсивности (циркуляции) . Если крыло обрезать с двух сторон, то получаем крыло конечного размаха.

			b – хорда

S - площадь  

x  

z  

Параметры крыла конечного удлинения:

– площадь

– размах

– хорда (, …)

По вихревой теории вихрь не может быть “отрезан”,как крыло, (он может заканчиваться на границе 2-ух сред или замыкаться сам на себя). В случае крыла концы вихря загибаются по потоку – П-образный вихрь.    

– удлинение

– сужение

– обратное сужение

– угол стреловидности

(обычно по линии хорды)

а)  

Если , т.е. , то распределение циркуляции по размаху крыла имеет вид а).

Если , то распределение зависит от формы крыла в плане, примерно идентично форме

в плане.

 

У крыла сложной формы в плане вихревая система также примерно отслеживает эту форму и состоит уже из множества П-образных вихрей.

V  

б)    

Теория показывает, что наилучшая форма – эллипс. Из схемы а) видно, что если с концов крыла сходит вихрь, то циркуляция падает [в частности в схеме б)]. , когда вихрь на крыле; , если вихрь сошел с крыла.

Для схемы *)*) характерно, что при плавном изменении с задней кромки крыла будут непрерывно сходить вихри разной интенсивности – образуется вихревая пелена, которая на удалении от крыла сворачивается в два или более 2-х концевых вихрей, которые постепенно расширяются.

эллипс  

вихревая пелена    

V  

 

V  

 

 

-V  

-V  

-V  

-V  

 

 

Каждый вихрь, сходящий с крыла индуцирует на крыле отрицательную скорость , которая уменьшает местный угол атаки и подъемную силу крыла.

	Крыло малого удлинения (КМУ) все подвержено влиянию “концевых” вихрей, поэтому говорят, что КМУ имеет пространственное обтекание – потенциальное и вихревое. КМУ =>		У крыла большого удлинения (КБУ) зона большой интенсивности вихрей занимает около 10-15% размаха , поэтому влияние отрицательных скосов меньше по сравнению с КМУ. - у самолетов; - у планеров.

V  

Вследствие этого крылья большего удлинения имеют меньшие потери и приближаются к крылу бесконечного размаха.

 

теоретически  

при реально  

 

 

 

 

 

 

 

 

1,5 КМУ    

Потеря подъемной силы  

 

Главное отличие состоит в угле наклона . Наиболее надежно эта величина получается из эксперимента.

 

1-ое отличие характеристик крыла от профиля – уменьшение .

2-ое – концевые вихри также приводят к дополнительному индуктивному сопротивлению .Ранее мы изучали только профильное сопротивление

(43)

1 2 3

1, 2, 3 – коэффициенты сопротивлений профиля;

– сопротивление трения, оно вычисляется, как в гидравлике через коэффициент трения;

– сопротивление формы, зависит от формы тела, есть теоретические оценки, но в основном определяется экспериментально;

– волновое сопротивление, возникает при больших числах .

Дата добавления: 2015-05-23