Определение основных летно - технических характеристик СЛА

Расчет скоростей

К основным характерным скоростям полета СЛА относятся:

• скорость сваливания V_св
• скорость отрыва V_отр
• скорость захода на посадку V_{з. п}
• посадочная скорость V_пос
• максимальная скорость горизонтального полета V_max
• эволютивная скорость V_эв

Под скоростью сваливания понимается скорость горизонтального полета, на которой появляются признаки интенсивного срыва на крыле вследствие выхода самолета на критические углы атаки при уменьшении скорости полета.

Эту скорость (в км/ч) можно определить по формуле



при этом в первом приближении можно считать, что Cy_св = 0,85Cy_max.

В соответствии с общими техническими требованиями (ОТТ) 1988 г. для СЛА любительской постройки должны соблюдаться следующие ограничения по скоростям:

• скорость отрыва при взлете не менее 1,2 скорости сваливания
• скорость захода на посадку не менее 1,3 скорости сваливания
• посадочная скорость не менее 0,95 скорости сваливания

При этом скорость сваливания не должна превышать 90 км/ч.
Для определения максимальной скорости горизонтального полета необходимо в координатной плоскости N-V совместить графики потребной и располагаемой мощностей при работе двигателя на максимальном режиме. Точка пересечения кривых (рис. 2. 16) дает искомое значение максимальной скорости полета V_mах



Прямая, проведенная из начала координат по касательной к кривой потребной мощности, дает значение так называемой теоретически наивыгоднейшей скорости полета, когда качество является максимальным, а, следовательно, потребная тяга - минимальной.

С учетом характеристик двигателя и КПД винта практическая наивыгоднейшая скорость всегда больше указанной теоретической. Летать на скоростях, меньших теоретически наивыгоднейшей, за исключением режимов взлета, набора высоты и захода на посадку, не рекомендуется.

Определив указанные выше скорости полета, необходимо обратить внимание на так называемый запас скорости, имеющий очень большое значение для безопасности полетов. Этот запас обеспечивается введением эволютивной скорости.

Эволютивная скорость представляет собой ту безопасную минимальную скорость полета, на которой самолет может разворачиваться с заданным (обычно в 45°) креном без опасности потери скорости.

За эволютивную принимают скорость (в км/ч), вычисленную по формуле



Для маломаневренных СЛА значение эволютивной скорости, вычисленной по формуле (2.32), может быть уменьшено на 10%.

Расчет скороподъемности после отрыва

Скороподъемность, или вертикальная скорость V_y зависит от избытка располагаемой мощности. Наибольший избыток мощности N можно определить по совмещенному графику потребной и располагаемой мощностей (рис. 2. 16) с использованием циркуля или линейки. В любом случае замер N необходимо производить на скорости, не меньшей теоретически наивыгоднейшей.

Избыток мощности N, при установившейся скорости полета, целиком расходуется на вертикальное перемещение самолета. Вертикальная скорость при этом определяется по формуле (в м/с)



где N -избыток мощности, кВт.

В соответствии с ОТТ 1988 г. скороподъемность СЛА после отрыва должна быть не менее 1, 5 м/с.

Расчет потолка самолета

Для каждого самолета существует как теоретический, так и практический потолок.

Теоретический потолок - это та высота полета, на которой исчезает избыток мощности N, в результате чего вертикальная скорость становится равной нулю.

За практический потолок принимают обычно высоту, на которой вертикальная скорость равна 0,5 м/с.

Для определения потолка СЛА необходимо для двух, а лучше трех высот построить кривые потребных и располагаемых мощностей, определить избытки мощностей и наибольшие вертикальные скорости.

Кривые потребных мощностей строятся по формулам (2. 28) и (2. 30) в соответствии с п. 2. 4. 4, с учетом плотности на выбранной высоте.

Кривые располагаемых мощностей, на выбранных высотах, могут быть построены приближенным методом с использованием коэффициента падения мощности двигателя с высотой kН. При этом мощность двигателя на выбранной высоте определяется по формуле:



где kН снимается с графика рис. 2. 17, а.

По опорным точкам, вычисленным для выбранных высот, в координатах Н-V_у (рис. 2. 17. б) строится график зависимости вертикальной скорости от высоты полета. Точка пересечения графика с осью ординат дает значение теоретического потолка СЛА. Точка пересечения этой же кривой с линией V_y=0,5 м/с определяет практический потолок самолета.



Рис 2.17 К определению потолка СЛА

Расчет длины разбега и взлетной дистанции

Взлетная дистанция складывается из длин разбега и воздушного участка, на котором СЛА разгоняется до безопасной скорости и набирает высоту HП,



Длина разбега, а, следовательно, и длина взлетной дистанции зависят от удельной нагрузки на мощность G/N_mах, удельной нагрузки на крыло G/S, аэродинамического качества К, КПД винта h_В, а также состояния поверхности взлетной площадки и высоты пролета над препятствием на границе ВПП- HП.

Для определения длины разбега (в м) можно воспользоваться приближенной формулой



гдеN_max-максимальная мощность двигателя, кВт.

Длину воздушного участка можно определить по формуле



Так как для СЛА, в соответствии с ОТТ, N_п=10 м, то



Значения скоростей V_св и V_у в формулы (2.36) и (2.37) должны подставляться в метрах в секунду.

Формулы (2.35)-(2.37) не учитывают аэродинамическое качество самолета, КПД его винта, состояние поверхности взлетной площадки. Поэтому, при необходимости более точного определения длины разбега, следует использовать методы численного интегрирования.

по материалам: П.И.Чумак, В.Ф Кривокрысенко "Расчет и проектирование СЛА"