Материал: Курсач ДПС
7.2 Расчет скороподъемности
Для оценки скороподъёмности самолёта необходимо определить вертикальные скорости Vy установившегося набора высота при различных скоростях полёта и на различных высотах. В качестве располагаемой тяги используются значения высотно-скоростной характеристики двигателя при максимальных оборотах.
|
= |
( − п) |
|
||
|
|
|
|
|
Первоочерёдной задачей является определение режима полёта на котором вертикальная скорость является максимальной для данной высоты полёта. Для этого необходимо провести расчёт вертикальных скоростей и построить зависимости.
Расчеты проводим в табличной форме. Диапазон углов атаки выбираем из условия, что максимальная вертикальная скорость находилась внутри выбранного диапазона. Выбираем углы атаки 0…5.
Лист
НГТУ-24.05.07-(С17-ЛА-1)-2020
21
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
Н |
р |
альфа |
|
Су |
|
K |
|
V |
Pp |
Pп |
Vy |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
77,873 |
4400 |
1675,344 |
8,652 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
70,257 |
4650 |
1555,497 |
8,865 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
64,512 |
4750 |
1477,62 |
8,608 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
59,979 |
4850 |
1420,863 |
8,386 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
56,284 |
4900 |
1377,659 |
8,084 |
0 |
1,225 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
53,198 |
4950 |
1343,673 |
7,823 |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
81,869 |
3600 |
1675,344 |
6,425 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
73,862 |
3700 |
1555,497 |
6,459 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
67,822 |
3800 |
1477,62 |
6,422 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
63,057 |
3850 |
1420,863 |
6,246 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
59,172 |
3930 |
1377,659 |
6,158 |
1 |
1,108333 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
55,927 |
4000 |
1343,673 |
6,058 |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
86,092 |
2800 |
1675,344 |
3,948 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
77,672 |
2950 |
1555,497 |
4,416 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
71,320 |
3100 |
1477,62 |
4,718 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
66,309 |
3150 |
1420,863 |
4,675 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
62,224 |
3200 |
1377,659 |
4,624 |
2 |
1,002273 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
58,812 |
3250 |
1343,673 |
4,571 |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
90,579 |
2200 |
1675,344 |
1,938 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
81,720 |
2330 |
1555,497 |
2,581 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
75,037 |
2400 |
1477,62 |
2,822 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
69,765 |
2500 |
1420,863 |
3,070 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
65,467 |
2550 |
1377,659 |
3,129 |
3 |
0,905435 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
61,877 |
2600 |
1343,673 |
3,170 |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
95,375 |
1700 |
1675,344 |
0,096 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
86,047 |
1800 |
1555,497 |
0,858 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
79,010 |
1900 |
1477,62 |
1,361 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
73,459 |
1950 |
1420,863 |
1,585 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
68,934 |
2000 |
1377,659 |
1,749 |
4 |
0,816667 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
65,154 |
2030 |
1343,673 |
1,823 |
|
|
|
0 |
|
0,385 |
|
14,639 |
100,534 |
1350 |
1675,344 |
-1,334 |
|
|
|
1 |
|
0,473 |
|
15,767 |
90,701 |
1400 |
1555,497 |
-0,575 |
|
|
|
2 |
|
0,561 |
|
16,598 |
83,284 |
1450 |
1477,62 |
-0,094 |
|
|
|
3 |
|
0,649 |
|
17,261 |
77,432 |
1500 |
1420,863 |
0,250 |
|
|
|
4 |
|
0,737 |
|
17,802 |
72,662 |
1550 |
1377,659 |
0,511 |
5 |
0,735 |
|
5 |
|
0,825 |
|
18,252 |
68,678 |
1600 |
1343,673 |
0,718 |
Лист
НГТУ-24.05.07-(С17-ЛА-1)-2020
22
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
8 |
|
|
|
|
|
|
|
6 |
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
0 |
20 |
40 |
60 |
80 |
100 |
120 |
|
-2 |
|
|
|
|
|
|
|
Имея таблицу максимальных вертикальных скоростей |
= ( ), можно |
||||||
получить время, необходимое для набора высоты, пройденное при этом расстояние и количество затраченного топлива.
Минимальное время подъема на конечную высоту равно:
|
|
|
|
наб = ∫ |
|
||
|
|
|
|
|
|
( ) |
|
|
|
||
|
|
|
|
0 |
|
|
|
|
|
|
|
Весь диапазон высот разбивается на ряд интервалов ∆ и определяется время набора данного интервала высоты:
∆ = ∆
max ср
Где ∆ = +1 −
max ср – среднее значение вертикальной максимальной скорости на заданном интервале ∆ , которое определяется следующим образом:
|
|
|
|
( |
) + |
|
( ) |
|
|
|
+1 |
|
|
||
|
= |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
|
||
max ср |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время подъёма на высоту Hk
= ∑
Расстояние ∆ ,пройденное в процессе набора высоты ,определяется на каждом интервале ∆
∆ = ∆ ∙ ср ∙ 0.06 (км)
Лист
НГТУ-24.05.07-(С17-ЛА-1)-2020
23
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
ср- среднее значение скорости полёта на заданном интервале ∆ ,которое
определяется следующим образом :
|
|
|
( |
)+ ( ) |
|
|
|
= |
|
+1 |
|
|
, |
|
|
|
|
|||
ср |
|
|
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расстояние проёденное самолётом при подъёме на высоту Hk :
= ∑
Масса топлива ∆ затраченного на интервале ∆ определяется :
∆ = ∙ ∙ ∆ ,
где Ce-удельный расход топлива при максимальных оборотах двигателя N- |
||||||||
мощность двигателя при максимальных оборотах. |
||||||||
Масса топлива ,затраченного для подъёма на заданную высоту |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
определяется : |
|
|
|
|
|
|
||
= ∑ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Расчёт производится в форме таблицы |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Hi |
|
0 |
H1 |
H2 |
H3 |
H4 |
H5 |
|
Vymaxср |
|
7,662 |
5,588 |
3,944 |
2,497 |
1,271 |
0,883 |
|
Vср м/с |
|
65,318 |
68,678 |
72,240 |
76,035 |
80,106 |
82,215 |
|
ti,мин |
|
2,175 |
2,982 |
4,226 |
6,676 |
13,118 |
18,865 |
|
t,мин |
|
2,175 |
5,158 |
9,384 |
16,060 |
29,177 |
48,043 |
|
li,км |
|
8,525 |
12,290 |
18,317 |
30,456 |
63,048 |
93,061 |
|
lH,км |
|
8,525 |
20,815 |
39,132 |
69,588 |
132,636 |
225,697 |
|
N,л.с. |
|
946 |
904,1 |
841,9 |
756,8 |
681,1 |
624,3 |
|
mi,кг |
|
8,574 |
11,235 |
14,825 |
21,051 |
37,228 |
49,078 |
|
mн,кг |
|
8,574 |
19,810 |
34,635 |
55,686 |
92,914 |
141,992 |
|
7.3 Расчёт дальности
Расчёт дальности будем проводить для заданных скоростей и высот полёта.В качестве расчётных рассмотрим 2 режима полёта. Дальность полёта будет складываться из следующих составляющих:
расстояние пройденного при наборе высоты ,lH;
дальность горизонтального полёта lГП ;
расстояния ,пройденного при снижении lСН;
Формула для определения горизонтально полёта самолёта с винтовым двигателем:
Лист
НГТУ-24.05.07-(С17-ЛА-1)-2020
24
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |
ГП = 270 р
ср
Где mср- средняя полётная масса самолёта
Ce – удельный расход топлива (кг/(л.с.*час))
K- аэродинамическое качество
-КПД винта
р = Т − − з,
где mз – запас топлива, включающий в себя невырабатыеваемый остаток, гарантированный запас,топливо,необходимое при посадке и для движения по земле (разбег,пробег,рулёжки). Величину mз примем равной 10% от полного запаса топлива mТ.
mр=250-19.8-25=205.2
Расчет для режима при mz=0:
Н=1 км
α=0° Су=0,385
К=15,04
Се=0,235
= √2 = √1,225∙0.385∙17,152∙2375∙9,81 = 75,9 м/с
= = 30∙175,9.8 = 1.4
=0,77
гп = 270 = 270 205.2∙15,04∙0,770,235∙2375 = 1150км
Качество
20
15 
10
5
|
0 |
|
|
|
|
-3 |
0 |
3 |
6 |
9 |
12 |
Лист
НГТУ-24.05.07-(С17-ЛА-1)-2020
25
Изм. Лист |
№ докум. |
Подпись Дата |