Yuk ko'tarish kuchi
Yuk ko'tarish kuchi- suyuqlik yoki gaz oqimidagi jismning tezlik vektoriga perpendikulyar bo'lgan umumiy aerodinamik kuchning tarkibiy qismi, bu tananing atrofidagi oqimning assimetriyasidan kelib chiqadi. Bernulli qonuniga ko'ra, oqim tezligi yuqori bo'lgan joylarda muhitning statik bosimi past bo'ladi va aksincha. Masalan, samolyot qanoti assimetrik profilga ega (qanotning yuqori qismi ko'proq konveks), buning natijasida qanotning yuqori qirrasi bo'ylab oqim tezligi pastki chetidan yuqori bo'ladi. Yaratilgan bosim farqi liftni hosil qiladi. Umumiy aerodinamik kuch qanot konturi atrofidagi bosimning ajralmas qismidir.
Ko'tarish koeffitsienti
Ko'tarish koeffitsienti - ma'lum bir profilning qanotining ma'lum bir hujum burchagida ko'tarilishini tavsiflovchi o'lchovsiz miqdor. Koeffitsient eksperimental ravishda shamol tunnelida yoki Jukovskiy teoremasi bo'yicha aniqlanadi. Ko'tarish kuchini koeffitsient orqali hisoblash formulasi ishlab chiqilgan 20-asr boshlarida aka-uka Rayt va Jon Smeaton [belgilang]. Formula quyidagicha ko'rinadi:
- ko'tarish kuchi (N) - ko'tarish koeffitsienti - parvoz balandligidagi havoning og'irlik zichligi (kg/m³) - erkin oqim tezligi (m/s) - xarakterli maydon (m²)Ushbu formuladan foydalanib hisoblashda havoning og'irligi va massa zichligini chalkashtirmaslik kerak. Standart atmosfera sharoitida og'irlik zichligi (er osti darajasida +15 C haroratda) = 1,225 kg / m 3 ga teng. Ammo aerodinamik hisob-kitoblarda havoning massa zichligi ko'pincha ishlatiladi, bu 0,125 kg * s 2 / m 4 ga teng. Bunday holda, ko'tarish kuchi Y nyutonlarda (N) emas, balki kilogrammda (kg) olinadi. Aerodinamika bo'yicha kitoblar har doim ham biz liftning zichligi va o'lchami haqida gapirayotganimizni aniqlab bermaydi, shuning uchun munozarali vaziyatlar o'lchov birliklarini kamaytirish orqali formulalarni tekshirishingiz kerak.
Eslatmalar
Havolalar
- Veb-arxivdan nusxa ko'chirish
- Uzluksiz muhit oqimida cheklangan o'lchamli jismga ta'sir qiluvchi ko'tarish kuchini hisoblash. Kosmosda klassik yechim metodologiyasi.
Wikimedia fondi. 2010 yil.
Boshqa lug'atlarda "Ko'tarish kuchi" nima ekanligini ko'ring:
Suyuq yoki gazsimon muhitning unda harakatlanayotgan jismga umumiy bosim kuchining tarkibiy qismi, tananing tezligiga perpendikulyar yo'naltirilgan (agar u translyatsiyasiz harakat qilsa, tananing og'irlik markazining tezligiga). P. s paydo bo'ladi. assimetriya tufayli...... Jismoniy ensiklopediya
Suyuq yoki gazsimon muhitda harakatlanuvchi jismga umumiy bosim kuchining komponenti; tananing tezligiga perpendikulyar yo'naltirilgan. Yuk ko'tarish kuchi assimetrik jism atrofida oqayotgan muhit tezligidagi farq tufayli yuzaga keladi (masalan, ... ... ensiklopedik lug'at
OLISH KUCHI- suyuq yoki gazsimon muhitning umumiy gidroaerodinamik bosim kuchining tarkibiy qismi (suvning boshqa komponenti), unda harakatlanuvchi jismga (yoki suyuqlik yoki gaz bilan tartibga solingan jismga) ta'sir qiluvchi va perpendikulyar yo'naltirilgan ... Katta politexnika entsiklopediyasi
ko'tarmoq- - [A.S.Goldberg. Inglizcha-ruscha energiya lug'ati. 2006] Umumiy energiya mavzulari EN ko'tarish kuchini ko'tarish kuchini yuqoriga ko'tarish ... Texnik tarjimon uchun qo'llanma
Yuk ko'tarish kuchi- Yuk ko'tarish kuchi. Samolyot qanoti profili atrofida oqim. Y lift; v havo oqimi tezligi; qanot rn ostidagi bosim qanot p ostidagi bosimdan kattaroqdir. Yuk ko'tarish kuchi LIFTING FORCE, suyuqlik yoki gazsimon muhitdagi umumiy bosim kuchining komponenti ... Illustrated entsiklopedik lug'at
Suyuq yoki gazsimon muhitning unda harakatlanayotgan jismga umumiy bosim kuchining tarkibiy qismi, tananing tezligiga perpendikulyar yo'naltirilgan (agar u translyatsiyasiz harakat qilsa, tananing og'irlik markazining tezligiga). P. s paydo bo'ladi. sababli... ... Buyuk Sovet Entsiklopediyasi
ko'tarmoq- keliamoji jėga statusas T sritis automatika atitikmenys: engl. ko'tarilgan kuch; ko'taruvchi kuch; ko'tarish kuchi ko'taruvchi kuch vok. Hebekraft, f; Hubkraft, f rus. ko'tarish kuchi, f pranc. harakat de levée, m; portance, f … Avtomatik terminų žodynas
ko'tarmoq- keliamoji jėga statusas T sritis fizika atitikmenys: engl. ko'tarilgan kuch; ko'taruvchi kuch vok. Auftrieb, m; Hebekraft, f; Hubkraft, f rus. ko'tarish kuchi, f pranc. kuch ko'tarilish, f; kuch kuchi, f; poussée verticale, f … Fizikos terminų žodynas
ko'tarmoq- aerodinamik kuchlarning asosiy vektorining ko'tarilish kuchi proyeksiyasi (qarang: Aerodinamik kuchlar va momentlar) tananing tekislangan yuzasiga uning harakat yo'nalishi bo'yicha normal bo'yicha. P. larning hosil boʻlish mexanizmini tushuntirish va aniqlash.... ... "Aviatsiya" entsiklopediyasi
Eh! Qaniydi, uchib ketsam!..
Uyda salqin zanjabil mushukim bor. U shinam uy mushukiga yarasha "o'rtacha to'ydiriladi" va u elektr supurgidek yugursa ham, unchalik zo'r bo'lmagan xususiyati bor: u balandlikdan qo'rqadi. Shu sababli, afsuski, u uchuvchi mushuk bo'lolmaydi, lekin ba'zida u faqat servantga sakrash uchun havoga ko'tarilishni xohlaydi. Biroq, ortiqcha vazn, afsuski, bunga hissa qo'shmaydi, shuning uchun ba'zida siz kambag'al hayvonga yordam berishingiz kerak, ya'ni uni qo'llaringiz bilan ko'tarib, uning ruhi juda ishtiyoqli joyga qo'ying.
Xo'sh, siz so'rayapsizmi, mushuk va samolyot o'rtasida umumiy narsa bormi? Ha, umuman olganda, hech narsa, faqat bitta muhim narsadan tashqari. Ikkalasida ham ularni yerga tortadigan og'irlik bor. Ba'zilarini bufetga, ba'zilari esa balandroqqa ko'tarilish uchun sizga bu og'irlikni engib o'tadigan kuch kerak. Mening etti kilogramm mushukim uchun bu mening qo'llarimning kuchi, lekin ko'p tonnali "temir qush" uchun bu hammaga ma'lum. U qayerdan keladi? Umuman olganda, hamma narsa juda oddiy :-)…
Keling, "oddiy boshlanish" bilan boshlaylik :-). Bu masalada asosiy rolni samolyotning qanoti o'ynaydi (ya'ni, qanotlardan emas, ikkita konsoldan iborat qanot, ikkinchisining davomi sifatida). Oddiylik uchun klassik aerodinamikni ko'rib chiqaylik.
Aerodinamik ko'tarish
Samolyot qanoti atrofida oqayotgan havo ikki oqimga bo'linadi: qanot ustida va uning ostida. Pastki oqim hech narsa bo'lmagandek oqadi va yuqori oqim torayadi. Axir, qanot profili tepada konveksdir! Va endi, yuqori oqimdan bir xil miqdordagi havo o'tishi uchun va pastki oqimda bo'lgani kabi, u tezroq harakatlanishi kerak, chunki oqimning o'zi torayib ketdi. Keyinchalik, Bernoulli qonuni kuchga kiradi: oqim tezligi qanchalik baland bo'lsa, undagi bosim shunchalik past bo'ladi va shunga mos ravishda aksincha. Ushbu qonun juda sodda tarzda tasvirlangan. Agar siz ingichka shaffof kauchukdan yasalgan juda tor bo'lmagan gorizontal shlangni (yeng) olsangiz va unga ozgina bosim ostida suv quying. Nimani ko'rasiz? Hech qanday maxsus narsa yo'q, suv tezda boshqa uchidan oqib chiqadi. Ammo agar bu boshqa uchida yarim yopiq jo'mrak bo'lsa, siz darhol suv to'kilayotganini, lekin asta-sekin va yengning devorlari shishib ketganini, ya'ni oqim tezligi pasayganini va bosim oshganini ko'rasiz.
Shunday qilib ... Qanot ustidagi havo oqimida harakatlanayotganda, bosim uning ostidan kamroq bo'ladi. Bu farq tufayli, . U samolyot qanotini va shunga mos ravishda samolyotning o'zini yuqoriga suradi. Tezlik qanchalik baland bo'lsa, ko'tarilish shunchalik katta bo'ladi. Va agar u vaznga teng bo'lsa, u holda samolyot gorizontal ravishda uchadi. Xo'sh, tezlik samolyot dvigatelining ishlashiga bog'liq. Aytgancha, qanotning yuqori qismidagi bosimning pasayishi o'z ko'zingiz bilan ko'rish mumkin.
Natijada qanotning yuqori yuzasida suv bug'ining kondensatsiyasi keskin pasayish bosim
O'tkir manevrli samolyotda (odatda bu havo ko'rgazmasida sodir bo'ladi), qanotning yuqori yuzasida oq parda oqimlari kabi narsa paydo bo'ladi. Bu bosimning tez pasayishi bilan bog'liq va havodagi suv bug'ini kondensatsiya qiladi.
Aytgancha, men yana bir oddiy, ammo bu masala nazariyasini, maktab tajribasini juda to'g'ri ko'rsatadigan narsani eslay olmayman. Agar siz kichkina tor qog'oz varag'ini qisqa tomondan olib, uni og'zingizga olib borsangiz, varaq ustiga gorizontal ravishda puflasangiz, sarkma varaq darhol tez ko'tariladi. Buning uchun bir xil ko'taruvchi kuch aybdor. Biz bargni puflaymiz - oqim tezlashadi, ya'ni undagi bosim pasayadi, lekin barg ostida u bir xil bo'lib qoladi. Bargni gorizontal holatga ko'taradi. Profilning ishiga asosan o'xshash jarayon.
Xo'sh, hammasi shu kabi ko'rinadi? Men ucha olamanmi? Yuqorida keltirilgan to'liq mantiqiy tushuntirishga qaramay (mening fikrimcha :-)), men buni ehtimoldan yiroq deb aytaman :-). Shuni tushunish kerakki, tasvirlangan ish hali ham shaxsiy xususiyatga ega. Axir, profil nosimmetrik bo'lishi mumkin, keyin yuqorida va pastda bosim va vakuumning bunday taqsimoti bo'lmaydi.
Bundan tashqari, bunday profil oqimga burchak ostida ham joylashgan bo'lishi mumkin (bu ko'pincha sodir bo'ladi). Hujum burchagi deb ataladigan aynan shu burchak qanotning ko'taruvchi kuchini shakllantirishda katta rol o'ynaydi, buning o'zi boshqa tabiatga ega bo'ladi. Bu haqida. Va bu "oddiy davomi" bo'ladi :-).
Aslida, albatta, to'liq nazariya Bu masala ancha murakkab va batafsil tushuntirilgan Bernoulli qonuni bu erda ishlamaydi. Bu allaqachon fizika va aerodinamika sohasi, chunki bizning ko'rib chiqilayotgan holatda buning o'zi. Yaqin kelajakda biz bu sohaga uning atamalari va tushunchalari bilan biroz to'xtalib o'tamiz, ammo chuqurroq o'rganish, ta'bir joiz bo'lsa, fundamental fanlar bilan muloqot qilishni talab qiladi.
Bir yildan keyin postscript.
20.11.12 Mening veb-sayt yozish sevimli mashg'ulotlarim endi deyarli bir yoshga to'ldi. Shunday qilib, mening birinchi maqolalarimdan biri bo'lgan bunga biroz tushuntirish kiritish kerak edi. Uni o‘qiganlar shu bilan chegaralanganga o‘xshaydi. Ushbu yondashuv noto'g'ri, chunki undan keyin siz birinchi bo'limdan keyin deyarli darhol yozilgan keyingi maqolani xuddi shu bo'limda o'qib chiqishingiz kerak. "Mushuk bilan" maqolasi 🙂 soddalashtirilgan versiya va men buni eslatib o'tdim (bu erda hujum burchagi nolga teng), bu aerodinamikaga kirish kabi narsa (shuningdek, aytmoqchi, iloji boricha soddalashtirilgan :-)) , shuning uchun taqdimot uslubi juda bepul :-). Biroq, masalani to'g'ri tushunish uchun ikkinchisiz mavjud bo'lishi mumkin emas.
O'sha paytdagi tajribasizligim tufayli men buni biroz noaniq aytdim va eng muhimi, "oddiy davomiylik" ga havola qo'ymadim ... Hozir qo'yaman. Juda bilimsiz o'quvchilardan uzr so'rayman (tajribalilar mensiz hamma narsani bilishadi :-))... Sizni o'z saytimda ko'rganimdan xursand bo'laman :-)...
Rasmlarni bosish mumkin.
AERODINAMIK KUCHLAR
JANLARNING HAVO OQIMI
Atrofda oqayotganda qattiq havo oqimi deformatsiyaga uchraydi, bu oqim oqimlarida tezlik, bosim, harorat va zichlikning o'zgarishiga olib keladi. Shunday qilib, oqimli tananing yuzasi yaqinida o'zgaruvchan havo tezligi va bosimi mintaqasi yaratiladi. Qattiq jism yuzasida turli kattalikdagi bosimlarning mavjudligi aerodinamik kuchlar va momentlarning paydo bo'lishiga olib keladi. Bu kuchlarning taqsimlanishi tananing atrofidagi oqimning tabiatiga, oqimdagi holatiga va tananing konfiguratsiyasiga bog'liq. Qattiq jismlar atrofidagi oqimning fizik rasmini o'rganish uchun ular foydalanadilar turli yo'llar bilan tananing atrofida ko'rinadigan oqim naqshini ko'rsatadi. Jismlar atrofidagi havo oqimining ko'rinadigan shakli odatda deyiladi aerodinamik spektr.
Aerodinamik spektrlarni olish uchun tutun kanallari (1-rasm), ipak qurti, optik tadqiqot choralari (tovushdan tez oqimlar uchun) va boshqalar kabi asboblar qo'llaniladi.
Guruch. 1 Tutun kanali
1 - tutun manbai; 2 - tutun oqimlari; 3 - soddalashtirilgan tanasi; 4 - fan
Tutun kanalida aerodinamik spektr maxsus chekuvchidan tananing atrofida oqayotgan havo oqimiga chiqadigan tutun oqimlari bilan yaratiladi.
Ipak iplarini qo'llash usulining mohiyati shundaki, diqqatga sazovor joylarda maxsus ipak iplar tanani puflaganda, tananing atrofida oqadigan oqimlar bo'ylab joylashgan tekislangan tananing yuzasiga yopishtirilgan. Ipaklarning holati tananing yuzasiga yaqin oqimning tabiatini baholash uchun ishlatiladi.
Keling, ba'zi jismlarning aerodinamik spektrlarini ko'rib chiqaylik.
Yassi plastinka (2-rasm), oqimga 90 ° burchak ostida joylashtirilgan, uning atrofida oqayotgan oqimning harakat yo'nalishi bo'yicha ancha keskin o'zgarishlarni hosil qiladi: uning oldidagi oqimning sekinlashishi, uning chetlarida oqimlarning siqilishi. va to'g'ridan-to'g'ri kamdan-kam uchraydigan plitaning chetida orqasida shakllanishi va rekord ortida butun maydonni to'ldiradi katta vortekslar. Plastinaning orqasida aniq ko'rinadigan qo'shma oqim oqimi kuzatilishi mumkin. Plastinaning oldida bosim buzilmagan oqimga qaraganda kattaroq bo'ladi va plastinkaning orqasida, kamdan-kam uchraydiganligi sababli, bosim pasayadi.
|
|
|
Guruch. 2 Yassi plastinka va sharning aerodinamik spektri
Nosimmetrik tekislangan (tomchi shaklidagi) tanasi oldingi va quyruq qismlarida ham silliqroq oqim naqshiga ega.
A - B bo'limida (eng katta kesma qiymati, aerodinamik spektr jetlarning eng katta deformatsiyasini, ularning eng katta siqilishini ko'rsatadi. Quyruq qismida kichik oqim vortekslari hosil bo'lib, ular birgalikda oqim oqimini hosil qiladi va olib ketiladi. oqim bo'yicha, asta-sekin so'nadi (3-rasm).
Guruch. 3 Oddiy jismning aerodinamik spektri
Oddiy, assimetrik tanasi oqimning tabiati bo'yicha u oqimli simmetrikga yaqin bo'lib, tananing yuqori va pastki qismlaridagi oqimlarning deformatsiyalari miqdori bilan farqlanadi (4-rasmga qarang).
Guruch. 4 Oddiy assimetrik tananing aerodinamik spektri (qanot profili)
Oqimlarning eng katta deformatsiyasi tananing tana yuzasining eng katta egriligiga ega bo'lgan joyda kuzatiladi (K nuqtasi). Ushbu nuqta hududida oqimlar siqiladi va ularning kesimi kamayadi. Pastki, kamroq kavisli sirt oqim naqshiga ozgina ta'sir qiladi. Bu erda assimetrik oqim deb ataladigan narsa sodir bo'ladi. Havo oqimi ma'lum bir burchak ostida joylashgan nosimmetrik (va assimetrik) tekislangan jismlar atrofida oqayotganda a buzilmagan oqimning tezlik vektoriga (5-rasm), biz ham atrofimizdagi assimetrik oqimning rasmiga ega bo'lamiz va assimetrik oqimli jism atrofida oqayotganda olinganga o'xshash aerodinamik spektrni olamiz (4-rasmga qarang).
Guruch. 5 Oqimga burchak ostida joylashtirilgan tekislangan tananing aerodinamik spektri (qanot profili). a
Tananing yuqori yuzasida, oqimlarning eng katta siqilish joyida, oqimlarning uzluksizligi qonuniga ko'ra, oqim tezligining mahalliy o'sishi va natijada bosimning pasayishi kuzatiladi. Pastki sirtda oqim deformatsiyasi kamroq bo'ladi va shuning uchun tezlik va bosimning o'zgarishi kamroq bo'ladi.
Oqimdagi oqimlarning deformatsiyalanish darajasi tananing konfiguratsiyasiga va uning oqimdagi holatiga bog'liq bo'lishini tushunish oson. Tananing atrofidagi oqim spektrini bilib, har bir nuqta uchun havo bosimining qiymatini hisoblash va shu bilan aerodinamik kuchlar ta'sirining kattaligi va tabiatini baholash mumkin. Har xil kattalikdagi bosim kuchlari tekislangan tananing (qanot profili) yuzasining turli nuqtalarida harakat qilganligi sababli, ularning hosil bo'lgan kuchi noldan farq qiladi. Harakatlanuvchi qanot yuzasining turli nuqtalarida bosimning bu farqi aerodinamik kuchlarning paydo bo'lishi uchun javobgar bo'lgan asosiy omil hisoblanadi.
uchun sirt bosimi qiymatlari turli jismlar laboratoriyalarda shamol tunnellarida puflash orqali aniqlanadi. Har bir nuqta uchun olingan bosim qiymatlari maxsus grafiklarda tasvirlangan (6-rasm)
Bosim kuchlariga qo'shimcha ravishda, ishqalanish kuchlari qanot yuzasida unga tangensial ravishda ta'sir qiladi, ular havoning yopishqoqligidan kelib chiqadi va butunlay chegara qatlamida sodir bo'ladigan jarayonlar bilan belgilanadi.
Qanot yuzasiga tarqalgan bosim va ishqalanish kuchlarini jamlab, natijaviy kuchni olamiz, bu deyiladi. umumiy aerodinamik kuch .
To'liq aerodinamik kuchning qanot profilining akkordiga qo'llanilishi nuqtasi deyiladi markaz bosim.
Guruch. 6 Qanot profili bo'ylab bosimning taqsimlanishi
QANOT VA UNING MAQSADI
Samolyot qanoti samolyotni havoda ushlab turish uchun zarur bo'lgan liftni yaratish uchun mo'ljallangan.
Yuk ko'tarish kuchi qanchalik katta bo'lsa va tortishish qanchalik kam bo'lsa, qanotning aerodinamik sifati shunchalik yuqori bo'ladi.
Qanotning ko'tarilishi va tortilishi qanotning geometrik xususiyatlariga bog'liq. Qanotning geometrik xususiyatlari, asosan, rejadagi qanotning xususiyatlariga va qanot profilining xususiyatlariga bog'liq.
QANOT GEOMETRIK XUSUSIYATLARI
Qanotning geometrik xarakteristikalari, asosan, rejadagi qanot shaklining xususiyatlariga va qanot profilining xususiyatlariga qisqartiriladi. Zamonaviy samolyotlarning qanotlari rejada shakllantirilishi mumkin (7-rasm): ellipsoidal (a), to'rtburchak (b), trapezoidal (c), o'q shaklida (d) va uchburchak (e)
Eng yaxshi aerodinamik shakl elliptik shakldir, ammo bunday qanotni ishlab chiqarish qiyin va shuning uchun kamdan-kam qo'llaniladi. To'rtburchak qanot aerodinamik nuqtai nazardan unchalik foydali emas, lekin ishlab chiqarish ancha oson. Trapezoidal qanot to'rtburchak qanotga qaraganda yaxshiroq aerodinamik xususiyatlarga ega, ammo uni ishlab chiqarish biroz qiyinroq.
Supurilgan va uchburchak qanotlar aerodinamik jihatdan subsonik tezlikda trapezoidal va to'rtburchaklar qanotlardan pastroq, ammo transonik va supersonik tezlikda ular muhim afzalliklarga ega. Shuning uchun bunday qanotlar faqat transonik va tovushdan yuqori tezlikda uchadigan samolyotlarda qo'llaniladi.
Guruch. 7 Qanotlarning reja shakllari
Guruch. 8 Ko'ndalang V qanotning burchagi
Guruch. 9 Qanotlarning geometrik xususiyatlari
Rejadagi qanotning shakli uning kengligi, cho'zilish maydoni, torayishi, supurilishi (9-rasm) va ko'ndalangligi bilan tavsiflanadi. V(8-rasm)
Qanot kengayishi L to'g'ri chiziqdagi qanotning uchlari orasidagi masofa.
Qanot maydoni rejada S cr qanotning konturlari bilan cheklangan.
Trapezoidal va supurilgan qanotlarning maydoni ikkita trapezoidning maydonlari sifatida hisoblanadi.
(2.1)
Qayerda b 0 - ildiz akkord, m;
b dan - terminal akkord, m;
O'rtacha qanot akkordi, m.
Qanot kengaytmasi l qanot kengligining o'rtacha akkordga nisbati deyiladi
Agar o'rniga b o'rtacha uning qiymatini tenglikdan (2.1) almashtiring, keyin qanotning cho'zilishi formula bilan aniqlanadi
Zamonaviy tovushdan tez va transonik samolyotlar uchun qanot nisbati 2-5 dan oshmaydi, past tezlikda uchuvchi samolyotlar uchun tomonlar nisbati 12-15 ga, planerlar uchun esa 25 ga yetishi mumkin.
Qanotlarning torayishi h eksenel akkordning terminal akkordga nisbati deyiladi
Subsonik samolyotlar uchun qanot burchagi odatda 3 dan oshmaydi, lekin transonik va tovushdan tez uchuvchi samolyotlar uchun u keng chegaralarda o'zgarishi mumkin.
O'chirish burchagi c qanotning oldingi qirrasi chizig'i va samolyotning ko'ndalang o'qi orasidagi burchak deb ataladi. Supurish fokus chizig'i bo'ylab (hujum chetidan 1/4 akkord) yoki qanotning boshqa chizig'i bo'ylab ham o'lchanishi mumkin. Transonik samolyotlar uchun u 45 ° ga, tovushdan tez uchadigan samolyotlar uchun esa 60 ° ga etadi.
Ko'ndalang V qanotning burchagi samolyotning ko'ndalang o'qi va qanotning pastki yuzasi orasidagi burchak deb ataladi (8-rasm). Zamonaviy samolyotlar ko'ndalang burchakka ega V+5° dan -15° gacha.
Qanot profili uning kesma shakli deyiladi. Profillar bo'lishi mumkin (10-rasm): nosimmetrik va assimetrik. Asimmetrik bo'lganlar, o'z navbatida, bikonveks, plano-qavariq, konkav-qavariq va S shaklida bo'lishi mumkin. Lentikulyar va xanjar shakli tovushdan tez uchadigan samolyotlar uchun ishlatilishi mumkin.
Zamonaviy samolyotlar asosan nosimmetrik va bikonveks assimetrik profillardan foydalanadi.
Profilning asosiy xarakteristikalari quyidagilardir: profil akkordi, nisbiy qalinlik, nisbiy egrilik (11-rasm).
Profil akkordi b profilning ikkita eng uzoq nuqtasini bog'laydigan to'g'ri chiziq segmenti deb ataladi.
Guruch. 10 Qanot profili shakllari
1 - nosimmetrik; 2 - nosimmetrik emas; 3 - plano-qavariq; 4 - bikonveks; 5 - S shaklidagi 6 - laminatlangan; 7 - lentikulyar; 8 - olmos shaklidagi; 9 - D ko'zga ko'ringan
Guruch. o'n bir Profilning geometrik xususiyatlari:
b - profil akkordi; C max - eng katta qalinligi; f max - egrilik o'qi; x c - eng katta qalinlikning koordinatasi
Guruch. 12 qanotning hujum burchagi
Guruch. 13 Umumiy aerodinamik kuch va uni qo'llash nuqtasi
R - umumiy aerodinamik kuch; Y - ko'tarish kuchi; Q - tortish kuchi; a - hujum burchagi; q - sifatli burchak
Nisbiy profil qalinligi Bilan maksimal qalinlik nisbati deyiladi Maks bilan foiz sifatida ifodalangan akkordga:
(2.5)
Profil qalinligining maksimal holati X c akkord uzunligining foizi sifatida ifodalanadi va oyoq barmog'idan o'lchanadi
(2.6)
Zamonaviy samolyotlar uchun nisbiy profil qalinligi 4-16% oralig'ida.
Nisbiy profil egriligi f maksimal egrilik nisbati deb ataladi f foiz sifatida ifodalangan akkordga.
Profilning markaziy chizig'idan akkordgacha bo'lgan maksimal masofa profilning egriligini aniqlaydi. Profilning o'rta chizig'i profilning yuqori va pastki konturlaridan teng masofada chiziladi.
(2.7)
Nosimmetrik profillar uchun nisbiy egrilik nolga teng, ammo assimetrik profillar uchun bu qiymat noldan farq qiladi va 4% dan oshmaydi.
O'RTA AERODINAMIK QANOT AKORD
Parvoz paytida samolyotning har qanday aylanish harakati uning og'irlik markazi atrofida sodir bo'ladi. Shuning uchun, CG pozitsiyasini tezda aniqlay olish va uning pozitsiyasi o'zgarganda muvozanat qanday o'zgarishini bilish muhimdir. Og'irlik markazining holati, qoida tariqasida, qanotning o'rtacha aerodinamik akkordiga nisbatan yo'naltirilgan.
Qanotning o'rtacha aerodinamik akkordi (SAH) berilgan qanot bilan bir xil maydonga, umumiy aerodinamik kuchning kattaligiga va bosim markazining (CP) hujumning teng burchaklaridagi holatiga ega bo'lgan bunday to'rtburchaklar qanotning akkordi deb ataladi (14-rasm).
Guruch. 14 Qanotlarning o'rtacha aerodinamik akkordlari
Kattalik va koordinatalar SAR Har bir samolyot uchun dizayn jarayonida aniqlanadi va texnik tavsifda ko'rsatiladi.
Agar kattaligi va pozitsiyasi SAR Ushbu samolyot uchun noma'lum, ular taxminan aniqlanishi mumkin. Trapezoidal ochilgan qanot uchun SAR belgilangan geometrik qurilish orqali. Buning uchun samolyot qanoti rejada (va ma'lum miqyosda) chiziladi. Ildiz akkordning davomida kattaligi terminal akkordga teng segment yotqiziladi (15-rasm), terminal akkordning davomida (oldinga) ildiz akkordga teng bo'lgan segment yotqiziladi. Segmentlarning uchlari to'g'ri chiziq bilan bog'langan. Keyin ildiz va terminal akkordlarning to'g'ri o'rta nuqtasini bog'lab, qanotning o'rta chizig'ini torting. O'rtacha aerodinamik akkord bu ikki chiziqning kesishish nuqtasidan o'tadi (SAH).
Guruch. 15 MARning geometrik ta'rifi
Kattaligi va pozitsiyasini bilish SAR samolyotda va uni asosiy chiziq sifatida olib, unga nisbatan samolyotning og'irlik markazini, qanotning bosim markazini va hokazolarni aniqlang.
Samolyotning aerodinamik kuchi qanot tomonidan hosil bo'ladi va bosim markazida qo'llaniladi. Bosim markazi va tortishish markazi, qoida tariqasida, bir-biriga mos kelmaydi va shuning uchun kuch momenti hosil bo'ladi. Ushbu momentning kattaligi kuchning kattaligiga va CG va bosim markazi orasidagi masofaga bog'liq bo'lib, uning pozitsiyasi boshidan masofa sifatida belgilanadi. SAR, chiziqli miqdorlarda yoki uzunlikdagi foizlarda ifodalanadi SAH.
Guruch. 16 Samolyotning tortishish markazining holati
Guruch. 17 Samolyotning og'irligi o'zgarganda hizalanishni hisoblash
WING DRAG
Surang - bu havoda samolyot qanotining harakatiga qarshilik. U profil, induktiv va to'lqin empedanslaridan iborat:
X cr = X cr + X ind + X B. (2.8)
Xarakterli impedans ko'rib chiqilmaydi, chunki u 450 km/soat dan yuqori parvoz tezligida sodir bo'ladi.
Profilga qarshilik bosim qarshiligi va ishqalanish qarshiligidan iborat:
X pr = X D + X tr .(2.9)
Bosimga qarshilik - bu qanot oldidagi va orqasidagi bosimdagi farq. Bu farq qanchalik katta bo'lsa, bosim qarshiligi shunchalik katta bo'ladi. Bosim farqi profilning shakliga, uning nisbiy qalinligi va egriligiga bog'liq (rasmda ko'rsatilgan 18-rasm. BILANX- profil qarshiligi koeffitsienti).
Guruch. 18 Profil qarshiligining profil qalinligiga nisbatan grafigi
Nisbiy qalinlik qanchalik katta bo'lsa Bilan profil, qanot oldidagi bosim qanchalik ko'p oshadi va qanot orqasida, uning orqa tomonida qanchalik kamayadi. Natijada, bosim farqi ortadi va natijada bosim qarshiligi ortadi. Yak-52 va Yak-55 samolyotlarining qanotlari atrofida hujum burchaklarining ish diapazonida havo oqimi (xarakteristikaning chiziqli qismi) C y =f( a ) chegara qatlamini qanot profilining butun yuzasidan ajratmasdan sodir bo'ladi, natijada qanotning old va orqa qismlari orasidagi bosim farqi tufayli bosim qarshiligi paydo bo'ladi; Bosim qarshiligining miqdori kichik. Bosim qarshiligining ko'rinishi chegara qatlamidan hosil bo'lgan hamrohlik jetida zaif vortekslarning shakllanishi bilan birga keladi.
Kritik burchakka yaqin bo'lgan hujum burchaklarida qanot profilining atrofida havo oqimi oqsa, bosim qarshiligi sezilarli darajada oshadi. Bunday holda, aylanayotgan kocurrent oqimining o'lchamlari va vortekslarning o'zi keskin ortadi.
Ishqalanish qarshiligi qanot profili atrofidagi oqimning chegara qatlamida havo viskozitesining namoyon bo'lishi tufayli paydo bo'ladi. Ishqalanish kuchlarining kattaligi chegara qatlamining tuzilishiga va qanotning tekislangan yuzasi holatiga (uning pürüzlülüğü) bog'liq. Havoning laminar chegara qatlamida ishqalanish qarshiligi turbulent chegara qatlamiga qaraganda kamroq. Shunday qilib, havo oqimining laminar chegara qatlami qanot yuzasi qanchalik ko'p bo'lsa, ishqalanish qarshiligi shunchalik past bo'ladi.
Ishqalanish qarshiligi miqdoriga quyidagilar ta'sir qiladi: samolyot tezligi; sirt pürüzlülüğü; qanot shakli. Parvoz tezligi qanchalik yuqori bo'lsa, qanot yuzasining sifati yomonroq qayta ishlanadi va qanot profili qanchalik qalinroq bo'lsa, ishqalanish qarshiligi shunchalik katta bo'ladi.
Guruch. 19 Cheklangan uzunlikdagi qanot atrofida oqim
Samolyotni parvozga tayyorlashda ishqalanish qarshiligini kamaytirish uchun qanot yuzasi va samolyot qismlari, ayniqsa qanot uchi silliqligini saqlash kerak. Hujum burchaklarini o'zgartirish ishqalanish qarshiligi miqdoriga deyarli ta'sir qilmaydi.
Ishqalanish qarshiligi va bosim qarshiligi o'rtasidagi munosabat asosan profil qalinligiga bog'liq (18-rasmga qarang). Rasmda ko'rinib turibdiki, profilning nisbiy qalinligi oshishi bilan bosim qarshiligiga bog'liq bo'lgan nisbat ortadi. Yak-52 va Yak-55 samolyotlarining profillarini tahlil qilish va taqqoslash orqali ham xuddi shunday deyish mumkin.
Induktiv reaktivlik - bu qanotning ko'taruvchi kuchini shakllantirish bilan bog'liq bo'lgan tortishishning kuchayishi, qanot atrofida bezovtalanmagan havo oqimi paydo bo'ladi, natijada qanotning uchlarida havoning bir qismi paydo bo'ladi qanotlari yuqori bosim zonasidan pastroq bosim zonasiga oqadi (19-rasm).
Havo oqimi qanotning pastki yuzasidan yuqoriga oqib o'tadi va qanotning yuqori qismiga oqib tushayotgan havo oqimi ustiga qo'yiladi, bu esa orqa tomonning orqasida havo massasida turbulentlik, ya'ni girdob hosil bo'lishiga olib keladi. arqon hosil bo'ladi. Vorteks arqonidagi havo aylanadi. Vorteks arqonining aylanish tezligi har xil, markazda u eng katta bo'lib, girdob o'qidan uzoqlashganda u kamayadi.
Guruch. 20 Vorteks chizig'idan kelib chiqqan havo oqimining pastga egilishi
Havoning yopishqoqligi bo'lganligi sababli, to'plamdagi aylanuvchi havo o'zi bilan birga atrofdagi havoni olib yuradi. Chap va o'ng yarim qanotlarning vorteks to'plamlari turli yo'nalishlarda shunday aylanadiki, qanot ichida havo massalarining harakati yuqoridan pastgacha yo'naltiriladi.
Havo massalarining bu harakati qanot atrofida oqayotgan havo oqimiga qo'shimcha pastga tezlikni beradi. Bunday holda, havoning istalgan qismi qanot atrofida tezlik bilan oqadi V, tezlikda pastga buriladi U. Bu tezlikning kattaligi nuqtaning vorteks arqonining o'qidan masofasiga, ya'ni oxir-oqibat, qanotning cho'zilishiga, qanot ustidagi va ostidagi bosim farqiga va qanotning shakliga teskari proportsionaldir. rejada.
Burchak Da, bu orqali qanot atrofida tezlikda oqayotgan havo oqimi buriladi V vertikal tezlik bilan induktsiya qilinadi U, oqim burchagi deb ataladi (20-rasm). Uning qiymati vorteks arqon tomonidan induktsiya qilingan vertikal tezlikning qiymatiga va kelayotgan oqim tezligiga bog'liq. V:
(2.10)
Shuning uchun, oqim burchagi tufayli, hujumning haqiqiy burchagi aist har bir qismdagi qanot hujumning geometrik yoki zohiriy burchagidan farq qiladi ahar biri miqdori bo'yicha Da(21-rasm):
(2.11)
Ma'lumki, qanotning ko'tarilishi Y har doim kelayotgan oqimga va uning yo'nalishiga perpendikulyar. Shuning uchun qanotni ko'tarish vektori burchak bilan og'adi Da va havo oqimi yo'nalishiga perpendikulyar V.
Yuk ko'tarish kuchi butun kuch bo'lmaydi Y" va uning tarkibiy qismi Y, kelayotgan oqimga perpendikulyar yo'naltirilgan:
Guruch. 21 Induktiv reaktivlikni hosil qilish
Guruch. 22 C x tortish koeffitsientining Yak-52 hujum burchagiga bog'liqligi va
Yak-55
Kichik o'lchamlari tufayli Da Boshqa komponent kuchini ko'rib chiqing Y" teng bo'ladi
(2.13)
Ushbu komponent oqim bo'ylab yo'naltiriladi va deyiladi induktiv reaktivlik (21-rasm).
Induktiv reaksiya qiymatini topish uchun tezlikni hisoblash kerak U va oqim burchagi.
Oqim egilish burchagining qanot cho'zilishi va ko'tarilish koeffitsientiga bog'liqligi BILANda va qanotning rejadagi shakli formula bilan ifodalanadi
Qayerda A- rejadagi qanot shaklini hisobga olgan holda koeffitsient.
Samolyot qanotlari uchun koeffitsient A teng
(2.15)
Qayerda lef- qanotning bir qismini egallagan fyuzelaj maydonini hisobga olmagan holda qanotni kengaytirish;
d- rejadagi qanot shakliga bog'liq qiymat.
Keling, (2.14), (2.15) formulalar qiymatlarini (2.13) formulaga almashtiramiz, uni o'zgartiramiz, biz olamiz
(2.16)
Qayerda Cxi- induktiv reaksiya koeffitsienti.
Bu formula bilan aniqlanadi C x ko'tarish koeffitsientiga to'g'ridan-to'g'ri proportsional va qanot tomonlari nisbatiga teskari proportsionaldir.
Hujumning nol ko'tarilish burchagida aO induktiv reaktivlik nolga teng bo'ladi.
Hujumning o'ta kritik burchaklarida qanot profili atrofida silliq oqim buziladi va shuning uchun aniqlash formulasi. Cx1 uning qiymatini aniqlash uchun qabul qilinishi mumkin emas.
Qiymatidan beri BILANX qanot tomonlari nisbatiga teskari proportsionaldir, shuning uchun uzoq masofali parvozlar uchun mo'ljallangan samolyotlar yuqori qanot nisbatiga ega: l=14…15.
QANOT AERODINAMIK SIFATI
Aerodinamik nuqtai nazardan, eng foydali qanot bo'lib, u eng past qarshilik bilan maksimal ko'tarilish qobiliyatiga ega. Qanotning aerodinamik mukammalligini baholash uchun qanotning aerodinamik sifati tushunchasi kiritiladi.
Qanotning aerodinamik sifati - bu ko'tarish kuchining qanotning ma'lum bir hujum burchagidagi tortish kuchiga nisbati.
Qayerda Y- ko'tarish kuchi, kg;
Q- tortish kuchi, kg. Qiymatlarni formulaga almashtirish Y va Q , olamiz
Qanotning aerodinamik sifati qanchalik katta bo'lsa, u shunchalik mukammal bo'ladi. Zamonaviy samolyotlar uchun sifat miqdori erishish mumkin 14-15 , va planerlar uchun 45-50. Bu shuni anglatadiki, samolyot qanoti tortishish kuchidan bir marta oshib ketadigan ko'tarish kuchini ishlab chiqishi mumkin 14-15 marta, va hatto planerlar uchun 50 marta.
Aerodinamik sifat burchak bilan tavsiflanadi (13-rasmga qarang).
Ko'tarilish vektorlari va umumiy aerodinamik kuchlar orasidagi burchak sifat burchagi deb ataladi. Aerodinamik sifat qanchalik katta bo'lsa, sifat burchagi shunchalik kichik bo'ladi va aksincha.
Qanotning aerodinamik sifati, formuladan (2.18) ko'rinib turibdiki, koeffitsientlar bilan bir xil omillarga bog'liq. C y Va C x, ya'ni hujum burchagi, profil shakli, qanot planformasi, parvoz Mach soni va sirtni ishlov berish bo'yicha.
HUJUM BURCHAGI AERODINAMIK SIFATGA TA'SIRI.
Aerodinamik koeffitsientlarning ma'lum qiymatlari asosida C y Va C x hujumning turli burchaklari uchun grafik chiziladi TO = f ( a) (23-rasm).
Grafik shuni ko'rsatadiki, hujum burchagi ma'lum bir qiymatga ko'tarilishi bilan aerodinamik sifat oshadi. Hujumning ma'lum bir burchagida sifat maksimal qiymatga etadi K maks. Bu burchak hujumning eng foydali burchagi deb ataladi, a sodda .
Hujumning nol ko'tarilish burchagida a O Qayerda BILAN da =0 aerodinamik sifat nolga teng bo'ladi.
Profil shaklining aerodinamik sifatiga ta'siri profilning nisbiy qalinligi va egriligi bilan bog'liq. Qayerda katta ta'sir profil konturlarining shakli, oyoq barmog'ining shakli va akkord bo'ylab maksimal profil qalinligining holati ta'sir qiladi (24-rasm).
Guruch. 23 Aerodinamik sifatning hujum burchagiga bog'liqligi grafigi
Guruch. 24 Aerodinamik sifatning hujum burchagi va profil qalinligiga bog'liqligi
Guruch. 25 . Shlangi kuchini shakllantirish
Guruch. 26 Mach soniga qarab qanotning aerodinamik sifatining o'zgarishi
Dumaloq va qalinlashgan oyoq barmoqlari bo'lgan profillar atrofida oqayotganda, profilning oyoq uchida assimilyatsiya kuchi hosil bo'ladi, bu esa qarshilikni sezilarli darajada kamaytiradi. U eng katta qiymatiga yaqin hujum burchaklarida erishadi asodda assimilyatsiya kuchi ishqalanish kuchidan oshib ketishi mumkin bo'lganda (25-rasm).
Kattaroq qiymatlarni olish uchun TOMaks profilning optimal qalinligi va egriligi, kontur shakllari va qanotlarning cho'zilishi tanlanadi.
Qanot rejasi qanotning aerodinamik sifatiga ham ta'sir qiladi. Eng yuqori sifat qiymatlarini olish uchun qanotning eng yaxshi shakli dumaloq oldingi qirrali elliptikdir. Bu qanot eng kam induktiv qarshilikka ega. Qanotlar nisbatini oshirish uning induksiyalangan tortishishini kamaytiradi (esda tuting) va shuning uchun aerodinamik samaradorlikni oshiradi.
Raqam oshgani sayin M to'lqin inqirozi paydo bo'lishidan oldin parvoz, sifat biroz oshadi (ma'lum bir hujum burchagi uchun), chunki havoning siqilishining namoyon bo'lishi ortadi. C y . To'lqin inqirozining boshlanishi bilan sifat keskin pasayadi, chunki lift koeffitsienti pasayadi va C x ortadi (26-rasm).
Qanot sirtining holati (pürüzlülük, to'lqinlilik, berilgan shakldan og'ish) profilning tortishish qiymatiga ta'sir qiladi. Shuning uchun, qanot yuzasining holatini yaxshilash (yoki uni ushlab turish holati yaxshi), samolyotning aerodinamik sifatini yaxshilash mumkin.
QANOTLAR VA SAVOLLARNING AERODINAMIK XUSUSIYATLARINI QURILISH.
QANOT POLAR
Qanotlarning parvoz xususiyatlarini turli xil hisob-kitoblar uchun bir vaqtning o'zida o'zgarishini bilish ayniqsa muhimdir C y Va C x hujumning parvoz burchaklari oralig'ida. Buning uchun koeffitsientning bog'liqligi grafigi chiziladi C y dan C x, polara deb ataladi.
Berilgan qanot uchun qutbni qurish uchun qanot (yoki uning modeli) shamol tunnelida turli hujum burchaklarida puflanadi. Puflaganda, ko'tarish kuchi qiymatlari aerodinamik muvozanatlar yordamida har bir hujum burchagi uchun o'lchanadi Y va tortish kuchlari Q. Kuchlarning kattaligini aniqlagandan so'ng Y va Q berilgan profil uchun ularning aerodinamik koeffitsientlari hisoblanadi. Ko'tarish va tortish kuchlari formulasidan biz quyidagilarni topamiz:
(2.20)
Ushbu hisob hujumning har bir burchagi uchun amalga oshiriladi. O'lchov va hisob-kitoblarning natijalari jadvalga kiritiladi.
Qutbni qurish uchun ikkita o'zaro perpendikulyar o'q chiziladi. Qiymatlar vertikal o'qda chizilgan C y , va gorizontalda - C x . uchun tarozilar C y Va C x Odatda turli xillar olinadi.
Qabul qilingan C y uchun dan 5 marta kattaroq masshtabni oling C x , chunki hujumning parvoz burchaklari ichida o'zgarishlar oralig'i C y o'zgarishlar oralig'idan bir necha barobar ko'p C x . Olingan grafikning har bir nuqtasi ma'lum bir hujum burchagiga mos keladi.
"Polar" deb nomlang bu egri chiziqni umumiy aerodinamik kuch koeffitsienti koordinatalari bo'yicha tuzilgan qutbli diagramma sifatida ko'rib chiqish mumkinligi bilan izohlanadi. R bilan Va j , Qayerda j - umumiy aerodinamik kuchning moyillik burchagi R kelayotgan oqim tezligi yo'nalishi bo'yicha (agar shkala bo'lsa C y va C x xuddi shunday qabul qiling).
Guruch. 27 Qanot qutbini qurish printsipi
Guruch. 28 Qanot polaritesi
Agar koordinatalar kelib chiqishidan (27-rasm) profilning bosim markazi bilan birlashgan vektorni qutbning istalgan nuqtasiga chizsak, u holda tomonlari mos ravishda teng bo'lgan to'rtburchakning diagonalini ifodalaydi. BILAN y Va C x . hujum burchaklaridan tortib tortish va ko'tarish koeffitsienti - qanot polaritesi deb ataladi.
Koeffitsientlardan beri BILAN y Va C x aerodinamik kuchlarga mutanosib bo'lsa, vektorlar orasidagi burchakni tekshirish oson r bilan Va BILAN y , sifat burchagi q ni ifodalaydi. Sifat burchagi q to'g'ridan-to'g'ri teng masshtablarda qurilgan qutbda o'lchanishi mumkin BILAN y Va C x, va qutblar, qoida tariqasida, turli miqyosdagi koeffitsientlarda qurilganligi sababli BILAN y Va C x , keyin nisbatdan sifat burchagi aniqlanadi
Polar berilgan geometrik o'lchamlar va profil shakli bilan juda o'ziga xos qanot uchun qurilgan (28-rasm). Qanot polaritesiga asoslanib, hujumning bir qator xarakterli burchaklarini aniqlash mumkin.
Nolinchi ko'tarish burchagi a O qutb va o'qning kesishmasida joylashgan C x . Hujumning bu burchagida ko'tarish koeffitsienti nolga teng (BILAN y = 0).
Zamonaviy samolyotlarning qanotlari uchun bu odatda a O = .
Hujum burchagi C x eng kichik qiymatga ega a C h.min . o'qiga parallel qutbga teginish yo'li bilan topiladi BILAN y . Zamonaviy qanot profillari uchun bu burchak 0 dan 1 ° gacha.
Hujumning eng qulay burchagi asodda . Hujumning eng qulay burchagida qanotning aerodinamik sifati maksimal bo'lganligi sababli, eksa orasidagi burchak BILAN y va kelib chiqishidan chizilgan tangens, ya'ni sifat burchagi , bu hujum burchagida, formula (2.19) bo'yicha, minimal bo'ladi. Shuning uchun, aniqlash uchun a sodda kelib chiqishidan qutbga tangens chizishingiz kerak. Tegishli nuqta mos keladi a sodda . Zamonaviy qanotlar uchun a sodda ichida yotadi 4 - 6°.
Kritik hujum burchagi aKrit . Hujumning tanqidiy burchagini aniqlash uchun o'qga parallel ravishda qutbga teginish kerak C x . Aloqa nuqtasi mos keladi a Krit . Zamonaviy samolyot qanotlari uchun a Krit = 16-30°.
Xuddi shu aerodinamik sifatga ega bo'lgan hujum burchaklari boshlang'ichdan qutbga sekant chizish orqali topiladi. Kesishish nuqtalarida biz hujum burchaklarini topamiz (a 1 Va a 2 ) parvoz paytida, bunda aerodinamik sifat bir xil va kam bo'ladi TO Maks .
Qutbli samolyot
Samolyotning asosiy aerodinamik xususiyatlaridan biri bu samolyotning qutbidir. Ilgari qanotlarni ko'tarish koeffitsienti aniqlangan edi BILAN y butun samolyotning ko'tarish koeffitsientiga teng va har bir hujum burchagi uchun samolyotning qarshilik koeffitsienti kattaroqdir. C x o'lchamiga ko'ra qanot C x vr , ya'ni
Shuning uchun samolyotning qutbini miqdorni qo'shish orqali olish mumkin C x vr Kimga C x hujumning tegishli burchaklari uchun qanot qutbidagi qanot. Samolyotning qutbliligi qanot polaritesining o'ng tomoniga ma'lum miqdorda siljiydi C x vr (29-rasm). Odatda, samolyot qutbi cheklash ma'lumotlari yordamida quriladi BILAN y =f( a ) Va C x =f( a ), shamol tunnellarida modellarni puflash orqali eksperimental ravishda olingan. Samolyotning qutb tekisligidagi hujum burchaklari qanotning qutb tekisligida belgilangan hujum burchaklarini gorizontal ravishda aylantirish orqali o'rnatiladi.
Samolyot qutblari bo'ylab aerodinamik xususiyatlar va hujumning xarakterli burchaklarini aniqlash qanot qutblarida bo'lgani kabi amalga oshiriladi.
Hujumning nol ko'tarilish burchagi a samolyot nol ko'taruvchi qanotning hujum burchagidan deyarli farq qilmaydi. Chunki ko'mirda a 0 ko'tarish kuchi nolga teng, keyin bu hujum burchagida samolyotning faqat vertikal pastga harakatlanishi mumkin, vertikal sho'ng'in yoki 90 ° burchak ostida vertikal slayd deb ataladi.
Guruch. 29 Qanot va samolyot qutblari
Guruch. 30 ta samolyot qutblari kengaytirilgan qanotli
Qarshilik koeffitsienti minimal qiymatga ega bo'lgan hujum burchagi () o'qiga parallel joylashgan BILAN y qutbga teginish. Hujumning bu burchagida uchayotganda, eng kam tortishish yo'qolishi bo'ladi. Hujumning bu burchagida (yoki unga yaqin) parvoz maksimal tezlikda amalga oshiriladi.
Hujumning eng qulay burchagi ( a sodda ) mos keladi eng yuqori qiymat Samolyotning aerodinamik sifati. Grafik jihatdan, bu burchak, xuddi qanot uchun bo'lgani kabi, boshdan qutbga teginish orqali aniqlanadi. Grafikdan ko'rinib turibdiki, samolyot qutbiga tegishning moyilligi qanot qutbiga teginishdan kattaroqdir. Va shundan beri
(2.22)
keyin biz samolyotning maksimal sifati har doim alohida qanotning maksimal aerodinamik sifatidan past bo'ladi degan xulosaga kelishimiz mumkin.
Xuddi shu grafikdan ko'rinib turibdiki, samolyotning eng qulay hujum burchagi qanotning eng qulay hujum burchagidan 2 - 3 ° kattaroqdir.
Guruch. 31 Turli M raqamlari uchun samolyot qutblari
Samolyotning kritik hujum burchagi (aKrit) uning qiymati qanot uchun bir xil burchakning qiymatidan farq qilmaydi.
Shaklda. 29 samolyotning qutblarini uchta versiyada ko'rsatadi:
- qopqoqlar tortiladi;
- qanotlar uchish holatiga uzatiladi ( d 3 = 20°);
- qanotlar qo'nish holatiga uzatiladi ( d 3 = 45°).
Qopqoqlarni uchish holatiga ko'tarish (d 3 = 15-25 °) tortishish koeffitsientining nisbatan kichik o'sishi bilan maksimal ko'tarish koeffitsienti Su maxni oshirishga imkon beradi. Bu parvoz paytida zarur bo'lgan minimal parvoz tezligini kamaytirishga imkon beradi, bu esa parvoz paytida samolyotning uchish tezligini amalda aniqlaydi. Qopqoqlarni (yoki qanotlarni) uchish joyiga o'rnatish orqali parvozning uzunligi 25% gacha qisqaradi.
Qopqoqlar (yoki qanotlar) qo'nish joyiga (d 3 = 45 - 60 °) uzaytirilganda, maksimal ko'tarish koeffitsienti 80% gacha oshishi mumkin, bu esa qo'nish tezligini va yugurish uzunligini keskin kamaytiradi. Shu bilan birga, tortishish ko'tarish kuchiga qaraganda tezroq oshadi, shuning uchun aerodinamik sifat sezilarli darajada kamayadi. Ammo bu holat ijobiy operatsion omil sifatida qo'llaniladi - qo'nishdan oldin sirpanish paytida traektoriyaning keskinligi oshadi va natijada samolyot qo'nish chizig'iga yaqinlashish sifatiga kamroq talabchan bo'ladi.
Ilgari biz bunday parvoz tezligi uchun qanot va samolyotning qutblarini ko'rib chiqdik (raqamlar M), siqilish ta'sirini e'tiborsiz qoldirish mumkin bo'lganda. Biroq, bunday raqamlarga erishilganda M, bunda siqilishni endi e'tiborsiz qoldirib bo'lmaydi ( M> 0,6 - 0,7) ko'tarish va tortish koeffitsientlari siqilish uchun tuzatishni hisobga olgan holda aniqlanishi kerak.
(2.23)
bu erda Su sj - siqilishni hisobga olgan holda ko'tarish koeffitsienti;
Su siqilgan bir xil hujum burchagi uchun siqilmaydigan oqimning ko'tarish kuchining Su siqilmaydigan oqim koeffitsienti.
Raqamlargacha, barcha qutblar amalda bir xil, ammo ko'p sonlarda M ular o'ngga siljishni boshlaydilar va ayni paytda o'qga moyillikni oshiradilar C x . O'ngga qutb siljishi (katta C x ) havo siqilish ta'siridan profil qarshilik koeffitsientining oshishi va sonining yanada oshishi bilan (M> 0,75 - 0,8) to'lqin qarshiligining ko'rinishi tufayli (31-rasm).
Qutblarning moyilligining ortishi induktiv qarshilik koeffitsientining oshishi bilan izohlanadi, chunki siqilgan gazning subsonik oqimida xuddi shu hujum burchagida u siqilish paytidan boshlab samolyotning aerodinamik sifati oshadi ta'siri sezilarli darajada kamayishni boshlaydi.
QANOTLARNI MExanizatsiyalash
Zamonaviy samolyotlarda yuqori parvoz-taktik xususiyatlarga ega bo'lish, xususan, yuqori parvoz tezligiga erishish uchun qanot maydoni ham, uning tomonlar nisbati ham sezilarli darajada kamayadi. Va bu samolyotning aerodinamik sifatiga va ayniqsa, uchish va qo'nish xususiyatlariga salbiy ta'sir qiladi.
Samolyotni doimiy tezlikda tekis parvozda havoda ushlab turish uchun ko'tarish kuchi samolyotning og'irligiga teng bo'lishi kerak - Y = G . Ammo beri
(2.24)
(2.24) formuladan kelib chiqadiki, samolyotni havoda eng past tezlikda ushlab turish uchun (masalan, qo'nish paytida) ko'tarish koeffitsienti zarur. BILAN y eng kattasi edi. Biroq BILAN y gacha faqat hujum burchagini oshirish orqali oshirish mumkin aKrit . Hujum burchagining tanqidiy burchakdan kattaroq oshishi qanotning yuqori yuzasida oqimning buzilishiga va keskin pasayishiga olib keladi. BILAN y , bu qabul qilib bo'lmaydigan narsa. Shuning uchun samolyotning ko'tarilishi va og'irligi tengligini ta'minlash uchun parvoz tezligini oshirish kerak .
Shu sabablarga ko'ra zamonaviy samolyotlarning qo'nish tezligi ancha yuqori. Bu uchish va qo'nish jarayonini ancha murakkablashtiradi va samolyotning masofasini oshiradi.
Uchish va qo'nish ko'rsatkichlarini yaxshilash va parvoz va ayniqsa qo'nish paytida xavfsizlikni ta'minlash uchun iloji bo'lsa, qo'nish tezligini kamaytirish kerak. Buni qilish uchun sizga kerak BILAN y ehtimol ko'proq edi. Biroq, qanot profillari katta bo'lgan Su Maks , qoida tariqasida katta tortish qiymatlariga ega Cxmin , chunki ular katta nisbiy qalinlik va egrilikka ega. Va o'sish Cx.min , maksimal parvoz tezligini oshirishni oldini oladi. Bir vaqtning o'zida ikkita talabni qondiradigan qanot profilini ishlab chiqarish uchun: yuqori maksimal tezlik va past qo'nish tezligini olish - deyarli imkonsiz.
Shuning uchun, samolyot qanotlari profillarini loyihalashda ular birinchi navbatda ta'minlashga intiladi maksimal tezlik, va qo'nish tezligini kamaytirish uchun qanotlarda maxsus qurilmalar qo'llaniladi, qanotni mexanizatsiyalash deb ataladi.
Mexaniklashtirilgan qanot yordamida, kattaligi SuMaks , bu samolyotning qo'nish tezligini va qo'ngandan so'ng yugurish uzunligini kamaytirishga, havoga ko'tarilish vaqtida samolyot tezligini kamaytirishga va parvoz davomiyligini qisqartirishga imkon beradi. Mexanizatsiyadan foydalanish samolyotning yuqori hujum burchaklarida barqarorligi va boshqarilishini yaxshilaydi. Bundan tashqari, uchish va qo'nish vaqtida tezlikni pasaytirish ularni bajarish xavfsizligini oshiradi va uchish-qo'nish yo'laklarini qurish xarajatlarini kamaytiradi.
Shunday qilib, qanotlarni mexanizatsiyalash qanotni ko'tarish koeffitsientining maksimal qiymatini oshirish orqali samolyotning uchish va qo'nish xususiyatlarini yaxshilashga xizmat qiladi. SuMaks .
Qanotni mexanizatsiyalashning mohiyati shundan iboratki, maxsus qurilmalar yordamida profilning egriligi (ayrim hollarda qanot maydoni) oshiriladi, buning natijasida oqim sxemasi o'zgaradi. Natijada ko'tarilish koeffitsientining maksimal qiymatining oshishi.
Ushbu qurilmalar, qoida tariqasida, parvozda boshqariladi: hujumning past burchaklarida (yuqori parvoz tezligida) uchishda ular ishlatilmaydi, lekin faqat uchish va qo'nish paytida, hujum burchagi o'sishi kuzatilmaganda qo'llaniladi. kerakli miqdordagi liftni ta'minlang.
Qanotlarni mexanizatsiyalashning quyidagi turlari mavjud : flaplar, flaplar, lamellar, buriluvchi paypoqlar qanotlari, chegara qatlamini nazorat qilish, reaktiv flaplar .
qalqon orqaga tortilgan holatda qanotning pastki, orqa yuzasiga qo'shni bo'lgan chalg'ituvchi sirtdir. Qalqon Su maxni oshirishning eng oddiy va keng tarqalgan vositalaridan biridir.
Qopqoq egilganda Su max ning oshishi qanot profilining shakli o'zgarishi bilan izohlanadi, uni shartli ravishda samarali hujum burchagi va profilning konkavligi (egriligi) ortishiga kamaytirish mumkin.
Qopqoq egilganda qanot va qanot o'rtasida vorteks assimilyatsiya zonasi hosil bo'ladi. Bu zonadagi pasaytirilgan bosim qisman profilning orqa tomonidagi yuqori yuzasiga cho'ziladi va chegara qatlamini oqim bo'ylab yotgan sirtdan so'rilishiga olib keladi. Qopqoqning assimilyatsiya qilish harakati tufayli, hujumning yuqori burchaklarida oqimning to'xtab qolishi oldini oladi, qanot ustidagi oqim tezligi oshadi va bosim pasayadi. Bundan tashqari, qopqoqning egilishi profilning samarali egriligini va hujumning samarali burchagini oshirish orqali qanot ostidagi bosimni oshiradi. a ef .
Shu sababli, qanotlarni bo'shatish qanot ustidagi va ostidagi nisbiy bosimdagi farqni va shuning uchun ko'tarish koeffitsientini oshiradi. Su .
Shaklda. 35-rasmda bog'liqlik grafigi ko'rsatilgan BILAN y turli xil qanot pozitsiyalariga ega bo'lgan qanot uchun hujum burchagidan: orqaga tortilgan, uchish d = 15 °, qo'nish d = 40 °.
Qopqoq egilganida, butun egri chiziq Su sch = f( a ) egri chiziqqa deyarli teng masofada yuqoriga qarab harakatlanadi Su = f ( a ) asosiy profil.
Grafik shuni ko'rsatadiki, qopqoq qo'nish joyiga (d = 40 °) burilsa, o'sish Su 50-60% ni tashkil qiladi va hujumning kritik burchagi 1-3 ° ga kamayadi.
Qopqoqning samaradorligini oshirish uchun u konstruktiv ravishda shunday tuzilganki, u burilish paytida bir vaqtning o'zida orqaga, qanotning orqa tomoniga qarab harakatlanadi. Bu qanotning yuqori yuzasidan chegara qatlamini assimilyatsiya qilish samaradorligini va qanot ostidagi yuqori bosim zonasining uzunligini oshiradi.
Qopqoq egilganida, ko'tarish koeffitsientining oshishi bilan bir vaqtda, tortish koeffitsienti ham ortadi, qanotning aerodinamik sifati pasayadi.
Qopqoq . Qopqoq qanotning orqa tomonining burilish qismi yoki qanot ostidan orqaga cho'zilgan (bir vaqtning o'zida pastga egilgan) sirtdir. Dizayni bo'yicha flaplar bo'linadi oddiy (yivsiz), bitta tirqishli va ko'p tirqishli .
Guruch. 32 Qanot profili orqaga qarab harakatlanadi
Guruch. 33 Flaps: a - tirqishsiz; b - tirqishli
Yivsiz qopqoq ko'tarish koeffitsientini oshiradi BILAN y profilning egriligini oshirish orqali. Qopqoq uchi va qanot o'rtasida maxsus profilli bo'shliq mavjud bo'lsa, qopqoqning samaradorligi oshadi, chunki toraygan bo'shliq orqali yuqori tezlikda havo o'tishi chegara qatlamining shishishi va buzilishining oldini oladi. Qopqoqlarning samaradorligini yanada oshirish uchun, ba'zan ko'tarilish koeffitsientini oshiradigan ikki tirqishli flaplar qo'llaniladi BILAN y profil 80% gacha.
Qopqoqlarni yoki qanotlarni kengaytirishda qanotning Su max ning oshishi bir qator omillarga bog'liq: ularning nisbiy o'lchamlari, burilish burchagi, qanotning surish burchagi. Supurilgan qanotlarda mexanizatsiya samaradorligi odatda tekis qanotlarga qaraganda kamroq bo'ladi. Qopqoqlarning egilishi, shuningdek, qopqoqlar nafaqat o'sish bilan birga keladi BILAN y , lekin hali ham ko'proq darajada o'sish BILAN x , shuning uchun mexanizatsiya kengaytirilganda aerodinamik sifat pasayadi.
Qopqoqlar cho'zilgan holda hujumning tanqidiy burchagi biroz pasayadi, bu esa samolyot burnini kamroq ko'tarish bilan Cmaxni olish imkonini beradi (36-rasm).
Guruch. 34 Qalqonli qanot profili
Guruch. 35 Qopqoqlarning chiqishining Cy=f( egri chizig'iga ta'siri. a)
Guruch. 36 Qopqoqlari tortilgan va kengaytirilgan samolyot qutblari
Slat - qanotning oldida joylashgan kichik qanot (37-rasm).
Plitalar sobit yoki avtomatik.
Maxsus stendlardagi mahkamlangan lamellar qanot profilining uchidan bir oz masofada doimiy ravishda o'rnatiladi. Hujumning past burchaklarida uchishda avtomatik lamellar havo oqimi bilan qanotga mahkam bosiladi. Hujumning yuqori burchaklarida uchish paytida profil bo'ylab bosim taqsimoti o'zgaradi, buning natijasida lamel so'rilganga o'xshaydi. Slat avtomatik ravishda cho'ziladi (38-rasm).
Chiziq cho'zilganida, qanot va lamel o'rtasida torayuvchi bo'shliq hosil bo'ladi. Bu bo'shliqdan o'tadigan havo tezligi va uning kinetik energiyasi ortadi. Qanot va qanot orasidagi bo'shliq shunday profillanganki, havo oqimi bo'shliqni qoldirib, qanotning yuqori yuzasi bo'ylab yuqori tezlikda yo'naltiriladi. Natijada, chegara qatlamining tezligi oshadi, u hujumning yuqori burchaklarida barqarorroq bo'ladi va uning ajralishi hujumning yuqori burchaklariga orqaga suriladi. Bunday holda, profilning tanqidiy hujum burchagi sezilarli darajada oshadi (10 ° -15 ° ga), Cy max esa o'rtacha 50% ga oshadi (39-rasm).
Odatda, lamellar butun oraliq bo'ylab o'rnatilmaydi, faqat uning uchlarida. Buning sababi, ko'tarish koeffitsientini oshirishdan tashqari, aileronlarning samaradorligi oshadi va bu lateral barqarorlik va nazoratni yaxshilaydi. Butun oraliq bo'ylab shpalni o'rnatish butun qanotning kritik hujum burchagini sezilarli darajada oshiradi va qo'nish paytida uni amalga oshirish uchun asosiy qo'nish moslamalarini juda baland qilish kerak bo'ladi.
Guruch. 37 Slat
Guruch. 38 Avtomatik lamelning ishlash printsipi: a - hujumning kichik burchaklari; b - hujumning katta burchaklari
Ruxsat etilgan lamellar Ular, qoida tariqasida, past tezlikda uchadigan samolyotlarga o'rnatiladi, chunki bunday shpallar yuqori parvoz tezligiga erishish uchun to'siq bo'lgan qarshilikni sezilarli darajada oshiradi.
Buriluvchi oyoq barmog'i (40-rasm) hujumning yuqori burchaklarida oldingi chetining orqasida to'xtashning oldini olish uchun nozik profilli va o'tkir oldingi qirrali qanotlarda qo'llaniladi.
Harakatlanuvchi burunning moyillik burchagini o'zgartirib, har qanday hujum burchagi uchun profil atrofidagi oqim doimiy bo'ladigan joyni tanlash mumkin. Bu hujumning yuqori burchaklarida yupqa qanotlarning aerodinamik xususiyatlarini yaxshilaydi. Bunday holda, aerodinamik sifat oshishi mumkin.
uchi og'ish bilan profil egrilik holda Su max qanot oshiradi sezilarli o'zgarish tanqidiy hujum burchagi.
Guruch. 39 Egri Su =f ( a ) lamelli qanot uchun
Guruch. 40 Buriluvchi qanot uchi
Chegara qatlamini boshqarish (41-rasm) eng ko'plaridan biridir samarali turlari qanotni mexanizatsiyalash va chegara qatlamining qanotga so'rilishi yoki uning yuqori yuzasidan uchib ketishiga to'g'ri keladi.
Chegara qatlamini so'rib olish yoki uni puflash uchun maxsus fanatlar yoki samolyot gaz turbinali dvigatellarining kompressorlari ishlatiladi.
Chegara qatlamidan qanotga inhibe qilingan zarralarni so'rib olish qatlam qalinligini pasaytiradi, uning qanot yuzasi yaqinidagi tezligini oshiradi va yuqori hujum burchaklarida qanotning yuqori yuzasi atrofida doimiy oqimga yordam beradi.
Chegara qatlamining deflatsiyasi chegara qatlamidagi havo zarralarining harakat tezligini oshiradi va shu bilan oqim to'xtab qolishiga yo'l qo'ymaydi.
Chegaraviy qatlam nazorati beradi yaxshi natijalar flaplar yoki flaplar bilan birgalikda.
Guruch. 41 Chegara qatlamini boshqarish
Guruch. 42 Jet qopqog'i
Jet qopqog'i (42-rasm) qanotning orqa chetiga yaqin joylashgan maxsus tirqishdan ma'lum bir pastga burchak ostida yuqori tezlikda oqayotgan gazlar oqimini ifodalaydi. Bunday holda, gaz oqimi qanot atrofida oqayotgan oqimga egilgan qanot kabi ta'sir qiladi, buning natijasida reaktiv qanot oldidagi (qanot ostidagi) bosim oshadi va uning orqasida pasayadi, bu esa qon oqimining oshishiga olib keladi. qanot ustidagi oqim tezligi. Bundan tashqari, reaktiv kuch hosil bo'ladi R, oqayotgan reaktiv tomonidan yaratilgan.
Reaktiv qanotning samaradorligi qanotning hujum burchagiga, reaktivning chiqish burchagiga va surish kuchining kattaligiga bog'liq. R. Ular past nisbatli nozik, supurilgan qanotlar uchun ishlatiladi Su Maks 5-10 marta .
Jet yaratish uchun turbojet dvigatelidan chiqadigan gazlar ishlatiladi.
QANOT VA SAVOLNING BOSIM MARKAZINING HARAKATI.
Qanot bosim markazi hosil bo'lgan aerodinamik kuchlarning qanot akkordi bilan kesishish nuqtasi deyiladi.
Bosim markazining holati uning koordinatasi bilan belgilanadi X D - qanotning oldingi chetidan akkordning fraktsiyalarida ifodalanishi mumkin bo'lgan masofa
Kuch yo'nalishi R burchak bilan aniqlanadi j , buzilmagan havo oqimining yo'nalishi bilan hosil qilingan (43-rasm, a). Rasmdan ko'rinib turibdiki
Qayerda TO - profilning aerodinamik sifati.
Guruch. 43 Qanotning bosim markazi va uning pozitsiyasining hujum burchagiga qarab o'zgarishi
Bosim markazining holati profil shakliga va hujum burchagiga bog'liq. Shaklda. 43, b bosim markazining pozitsiyasi Yak 52 va Yak-55 samolyotlarining profillari uchun hujum burchagiga qarab qanday o'zgarishini ko'rsatadi, egri. 1 - Yak-55 samolyoti uchun, egri 2 - Yak-52 samolyoti uchun.
Grafikdan ko'rinib turibdiki, pozitsiya CD Yak-55 samolyotining nosimmetrik profilining hujum burchagi o'zgarganda, u o'zgarishsiz qoladi va akkordning oyoq barmog'idan taxminan 1/4 masofada joylashgan.
1-jadval
Og'irlikni belgilash (yuk)
Bo'sh samolyot
Uchish vazni
Old kokpitda uchuvchi
Orqa kabinada uchuvchi
Tanklardagi yoqilg'i
Tanklardagi neft
Hujum burchagi o'zgarganda, qanot profili bo'ylab bosim taqsimoti o'zgaradi va shuning uchun bosim markazi rasmda ko'rsatilganidek, akkord bo'ylab harakatlanadi (Yak-52 samolyotining assimetrik profili uchun). 44. Masalan, Yak 52 samolyotining salbiy hujum burchagi bilan, taxminan -1 ° ga teng, profilning burun va quyruq qismlarida bosim kuchlari qarama-qarshi yo'nalishda yo'naltiriladi va tengdir. Ushbu hujum burchagi hujumning nol ko'tarilish burchagi deb ataladi.
Guruch. 44 Hujum burchagini o'zgartirganda Yak-52 samolyoti qanotining bosim markazini siljitish
Hujumning biroz kattaroq burchagida yuqoriga yo'naltirilgan bosim kuchlari pastga yo'naltirilgan kuchdan kattaroqdir, ularning natijasi Y kattaroq kuch (II) orqasida yotadi, ya'ni bosim markazi profilning quyruq qismida joylashgan bo'ladi. Hujum burchagining yanada oshishi bilan maksimal bosim farqining joylashishi tabiiy ravishda harakatga sabab bo'ladigan qanotning oldingi chetiga yaqinlashadi. CD akkord bo'ylab qanotning oldingi chetiga (III, IV).
Eng oldinga pozitsiya CD kritik hujum burchagida a cr = 18° (V).
Samolyot qanotining ko'tarish kuchi nima ekanligini va uni qanday hisoblashni ko'rib chiqishdan oldin, biz samolyot borligini tasavvur qilamiz. moddiy nuqta, ma'lum bir traektoriya bo'ylab harakatlanadi. Ushbu harakat yo'nalishini yoki kuchini o'zgartirish uchun tezlashtirish kerak. U ikki xil bo'ladi: normal va tangensial. Birinchisi harakat yo'nalishini o'zgartirishga intiladi, ikkinchisi esa nuqtaning harakat tezligiga ta'sir qiladi. Agar samolyot haqida gapiradigan bo'lsak, uning tezlashishi kranning ko'tarish kuchi tufayli hosil bo'ladi. Keling, ushbu kontseptsiyani batafsil ko'rib chiqaylik.
Yuk ko'tarish kuchi aerodinamik kuchning bir qismidir. Hujum burchagi o'zgarganda keskin ortadi. Shunday qilib, samolyotning manevr qobiliyati to'g'ridan-to'g'ri ko'tarish kuchiga bog'liq.
Samolyot qanotining ko‘tarish kuchi maxsus formula bo‘yicha hisoblanadi: Y= 0,5 ∙ Cy ∙ p ∙ V ∙ 2∙ S.
- Cy - samolyot qanotining ko'tarilish koeffitsienti.
- S - qanot maydoni.
- P - havo zichligi.
- V - oqim tezligi.
Parvoz paytida unga ta'sir qiluvchi samolyot qanotining aerodinamikasi quyidagi ifoda bilan hisoblanadi:
F= c ∙ q ∙ S, bu yerda:
- C - shakl omili;
- S - maydon;
- q – tezlik bosimi.
Shuni ta'kidlash kerakki, qanotdan tashqari, ko'taruvchi kuch boshqa komponentlar, ya'ni gorizontal quyruq birligi yordamida yaratiladi.
Aviatsiya, xususan, uning tarixi bilan qiziquvchilar samolyot birinchi marta 1903 yilda havoga ko'tarilganini bilishadi. Ko'pchilikni savol qiziqtiradi: nega bu juda kech sodir bo'ldi? Bu qanday sabablarga ko'ra ilgari sodir bo'lmagan? Gap shundaki, olimlar uzoq vaqt davomida ko'tarish kuchini qanday hisoblash va samolyot qanotining o'lchami va shaklini aniqlashni boshdan kechirdilar.
Agar Nyuton qonunini oladigan bo'lsak, unda ko'tarish kuchi ikkinchi darajaga hujum qilish burchagiga mutanosib bo'ladi. Shu sababli, ko'plab olimlar kichik oraliqli samolyot qanotini ixtiro qilishning iloji yo'qligiga ishonishdi, lekin ayni paytda yaxshi xususiyatlar. Faqat 19-asrning oxirida aka-uka Raytlar oddiy ko'tarish kuchiga ega kichik o'lchamdagi strukturani yaratishga qaror qilishdi.
Samolyotni tekislash
Samolyotning havoga ko'tarilishiga nima ta'sir qiladi?
Ko'p odamlar samolyotda uchishdan qo'rqishadi, chunki ular qanday uchishini, tezligini nima belgilaydi, qaysi balandlikka ko'tariladi va yana ko'p narsalarni bilishmaydi. Buni o'rgangach, ba'zilar fikrini o'zgartiradilar. Samolyot qanday ko'tariladi? Keling, buni aniqlaylik.
Samolyot qanotiga diqqat bilan qarasangiz, uning tekis emasligini ko'rishingiz mumkin. Pastki qismi silliq, yuqori qismi esa qavariq. Shu sababli, samolyot tezligi oshganda, uning qanotidagi havo bosimi o'zgaradi. Oqim tezligi pastroq bo'lgani uchun bosim ortadi. Va tepada tezlik ortishi bilan bosim pasayadi. Bunday o'zgarishlar tufayli samolyot yuqoriga tortiladi. Bu farq samolyot qanotining ko'tarilishi deb ataladi. Bu tamoyil 20-asr boshlarida Nikolay Jukovskiy tomonidan ishlab chiqilgan. Kemani havoga jo'natish bo'yicha dastlabki urinishlar paytida ushbu Jukovskiy printsipi qo'llanilgan. Hozirgi kemalar 180-250 km/soat tezlikda uchadi.
Parvoz paytida samolyot tezligi
Samolyot tezlikni oshirganda, u to'g'ridan-to'g'ri ko'tariladi. Ko'tarilish tezligi har xil va samolyotning o'lchamiga bog'liq. Yana bir muhim ta'sir - bu qanotlarning konfiguratsiyasi. Masalan, mashhur TU-154 215 km/soat tezlikda, Boeing 747-270 km/soat tezlikda uchadi. Airbus A ning parvoz tezligi biroz pastroq - soatiga 380-267 km.
O'rtacha ma'lumotlarni oladigan bo'lsak, bugungi kundagi samolyotlar 230-240 km/soat tezlikda uchadi. Biroq, tezlik shamol tezlashishi, samolyot og'irligi, ob-havo, uchish-qo'nish yo'lagi va boshqa omillarga qarab farq qilishi mumkin.
Qo'nish tezligi
Shuni ta'kidlash kerakki, qo'nish tezligi ham xuddi uchish tezligi kabi o'zgaruvchan. Bu samolyotning qaysi modeliga, qaysi hududga, shamol yo'nalishiga va hokazolarga qarab farq qilishi mumkin. Ammo o'rtacha ma'lumotlarni olsak, samolyot o'rtacha tezlikda qo'nadi. 220-240 km/soat. Shunisi e'tiborga loyiqki, havo tezligi erga emas, balki havoga nisbatan hisoblanadi.
Samolyot balandligi
Ko'pchilikni savol qiziqtiradi: samolyotlarning parvoz balandligi qanday? Aytish kerakki, bu holatda aniq ma'lumotlar yo'q. Balandligi farq qilishi mumkin. Agar biz o'rtacha ko'rsatkichlarni olsak, yo'lovchi samolyotlari 5-10 ming metr balandlikda uchadi. Katta yo'lovchi samolyoti ular balandroq - 9-13 ming metr balandlikda uchishadi. Agar samolyot 12 ming metrdan yuqori balandlikka chiqsa, u muvaffaqiyatsiz bo'ladi. Yupqa havo tufayli normal ko'tarish kuchi yo'q va kislorod etishmasligi mavjud. Shuning uchun siz juda baland uchmasligingiz kerak, chunki samolyot halokati xavfi mavjud. Samolyotlar ko'pincha 9 ming metrdan yuqoriga uchmaydi. Shunisi e'tiborga loyiqki, juda past balandlik parvozga salbiy ta'sir qiladi. Masalan, siz 5 ming metrdan pastga ucha olmaysiz, chunki kislorod etishmasligi xavfi mavjud, buning natijasida dvigatel quvvati kamayadi.
Samolyot parvozining bekor qilinishiga nima sabab bo'lishi mumkin?
- past ko'rinish, agar uchuvchi samolyotni qo'na olishiga kafolat bo'lmasa to'g'ri joyda. Bunday holda, avialayner oddiygina uchish-qo'nish yo'lagini ko'rmasligi mumkin, bu esa avariyaga olib kelishi mumkin;
- aeroportning texnik holati. Aeroportdagi ba'zi uskunalar ishlamay qolishi yoki u yoki bu tizimning ishida nosozliklar yuzaga keladi, buning natijasida parvoz boshqa vaqtga ko'chirilishi mumkin;
- uchuvchining o'zi holati. Bir necha bor uchuvchi parvozni kerakli vaqtda boshqara olmagani va uni almashtirish zarurati paydo bo'lgan. Hech kimga sir emaski, samolyotda doimo ikkita uchuvchi bo'ladi. Shuning uchun ikkinchi uchuvchini topish uchun ma'lum vaqt kerak bo'ladi. Shuning uchun parvoz biroz kechikishi mumkin.
Faqat qachon to'liq tayyorgarlik va qulay meteorologik sharoitda samolyot parvozga jo'natilishi mumkin. Jo'natish to'g'risidagi qaror havo kemasi komandiri tomonidan qabul qilinadi. U samolyotning xavfsiz parvozini ta'minlash uchun to'liq javobgarlikni o'z zimmasiga oladi.
Bilan aloqada
Aylanma tezligi bilan oldinga oqimning tanaga ta'siri. Jukovskiy teoremasi
Animatsiya
Tavsif
Yuk ko'tarish kuchi, suyuqlik yoki gazsimon muhitning unda harakatlanayotgan jismga umumiy bosim kuchining tarkibiy qismi, tananing tezligiga perpendikulyar yo'naltirilgan (agar u translatsion bo'lmagan holda harakat qilsa, tananing og'irlik markazining tezligiga) ). Tana atrofidagi oqimning assimetriyasi tufayli ko'taruvchi kuch paydo bo'ladi. Masalan, qanot atrofidagi assimetrik oqim (1-rasm) qanot konturi atrofida aylanma oqimining simmetrik oqimga superpozitsiyasi natijasida tasvirlanishi mumkin, bu esa qanotning bir tomonida tezlikning oshishiga olib keladi va qarama-qarshi tomonda tezlikning pasayishi.
Samolyot qanoti profili atrofida oqim
Guruch. 1
Tezlik u n< u в ;
bosim rn > rva;
Y - qanotning ko'tarilishi.
Keyin ko'tarish kuchi Y qiymatga bog'liq bo'ladi aylanish tezligi G va shunga ko'ra Jukovskiy teoremasi, Ideal siqilmaydigan suyuqlikning tekislik-parallel oqimi bilan aylanib o'tadigan L uzunlikdagi qanot qismi uchun (bo'shliq bo'ylab):
Y = ru GL,
bu erda r - muhitning zichligi;
u - erkin oqim tezligi.
D o'lchamiga ega bo'lganligi sababli, ko'tarish kuchini odatda aerodinamikada qo'llaniladigan tenglik bilan ifodalash mumkin:
bu erda S - tananing xarakteristikasi maydonining qiymati (masalan, rejadagi qanotning maydoni, L H b ga teng, agar b qanot profilining akkord uzunligi bo'lsa);
c y - o'lchovsiz ko'tarish koeffitsienti, umumiy holatda, tananing shakliga, uning muhitdagi yo'nalishiga va Reynolds raqamlari Re va Mach raqamlariga bog'liq M.
c y ning qiymati nazariy hisoblash yoki eksperimental tarzda aniqlanadi. Shunday qilib, Jukovskiyning nazariyasiga ko'ra, kichik hujum burchaklarida tekislik-parallel oqimdagi qanot uchun:
bilan y =2m(a - a 0 ),
bu erda a - hujum burchagi (kelayotgan oqim tezligining yo'nalishi va qanot akkordi o'rtasidagi burchak);
a 0 - nol ko'tarilish burchagi;
m - qanot profilining shakliga bog'liq koeffitsient, masalan, yupqa, bir oz kavisli plastinka uchun m= p.
Cheklangan L oralig'idagi qanot bo'lsa, koeffitsient m = p / (1- 2 / l), bu erda l = L / b - qanotning nisbati.
Haqiqiy suyuqlikda qovushqoqlikning ta'siri natijasida m ning qiymati nazariy qiymatdan kamroq bo'ladi va profilning nisbiy qalinligi oshishi bilan bu farq ortadi; a 0 burchakning qiymati ham nazariy jihatdan kichikdir. Bundan tashqari, a burchakning ortishi bilan c y a (2-rasm) ga bog'liqlik chiziqli bo'lishni to'xtatadi va qiymat monoton ravishda pasayadi, a cr hujum burchagida nolga teng bo'ladi, bu maksimal qiymatga mos keladi. ko'tarish koeffitsienti - c y,maks.
c y ning a ga bog'liqligi
Guruch. 2
a ning yanada ortishi chegara qatlamining ustki yuzadan ajralishi va unga bosimning oshishi hisobiga c y ning kamayishiga olib keladi. c y,max qiymati muhim, chunki U qanchalik baland bo'lsa, samolyotning uchish va qo'nish tezligi shunchalik past bo'ladi.
Yuqori, lekin subkritik tezlikda, ya'ni. ular uchun M< М cr (М cr - значение числа М набегающего потока, при котором вблизи поверхности профиля местные значения числа М= 1), становится существенной сжимаемость газа. Для слабо изогнутых и тонких профилей при малых углах атаки сжимаемость можно приближенно учесть, положив , .
Ovozdan yuqori tezlikda oqimning tabiati sezilarli darajada o'zgaradi. Shunday qilib, oldingi chetida tekis plastinka atrofida oqayotganda, yuqori yuzada siyraklanish to'lqini, pastki yuzada esa zarba to'lqini hosil bo'ladi. Natijada, plastinkaning pastki yuzasida rn bosim yuqori yuzadan (rva) kattaroq bo'ladi; to'liq kuch plastinka yuzasiga normal bo'lib, uning komponenti yaqinlashib kelayotgan oqim tezligiga perpendikulyar bo'lib, ko'taruvchi kuchdir. Kichik M> 1 va kichik a uchun plastinkaning ko'tarish kuchini quyidagi formula yordamida hisoblash mumkin:
.
Ushbu formula o'tkir oldingi qirrali o'zboshimchalik shaklidagi nozik profillar uchun ham amal qiladi.
Vaqt xususiyatlari
Boshlanish vaqti (-9 dan -6 gacha jurnalga);
Hayot muddati (log tc -6 dan 9 gacha);
Degradatsiya vaqti (log td -9 dan -6 gacha);
Optimal rivojlanish vaqti (log tk 0 dan 6 gacha).
Diagramma:
Effektning texnik amalga oshirilishi
Effektni texnik amalga oshirish
Amalga oshirish geometriyada amalga oshiriladi (3-rasm).
Liftni kuzatish geometriyasi
Guruch. 3
V tezlikdagi havo oqimi qo'zg'almas konveks-konkav qanotga oqib o'tadi, uning suspenziyasi yer reaktsiyasining normal komponentini (ko'tarish kuchi F) o'lchash uchun dinamometr bilan jihozlangan.
Havo oqimi tezligini o'zgartirib, biz ko'tarish kuchi oqim tezligiga mutanosib ekanligiga ishonch hosil qilamiz. Hujum burchagini o'zgartirib, a (qanot profilining akkordi va kelayotgan oqim tezligi vektori orasidagi burchak), biz hujumning nol burchagida ham ma'lum bir profil uchun ko'tarilish mavjudligiga va uning ortib borishi bilan o'sishiga ishonch hosil qilamiz. hujum burchagi.
Yuklanmoqda...
