ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА
Расчет летно-технических характеристик самолета гражданской авиации
к расчетно - графической работе по дисциплине «Динамика полета»
Содержание
самолет полетный скорость двигатель
Исходные данные
1 Расчёт основных ЛТХ самолёта
1.1 Определение полётной массы самолёта
1.2 Расчёт и построение полётных поляр
1.3 Расчёт и построение кривых потребных тяг Жуковского
1.4 Расчёт и построение кривых располагаемых тяг самолёта со струйными движителями (ТРДД)
1.5 Определение характерных скоростей горизонтального полёта и построение диапазона скоростей полёта самолёта
1.6 Определение максимальной вертикальной скорости, скорости набора высоты и потолка самолёта
1.7 Расчёт и построение барограммы набора высоты самолётом
1.8 Расчёт и построение поляры скоростей планирования самолёта
Основные ЛТХ самолета
Список литературы
Приложение А
Исходные данные
Таблица 1
|
1 |
Расчётная крейсерская скорость, |
960 км/ч |
|
|
2 |
Расчётная высота полёта, |
13100 м |
|
|
3 |
Взлётная масса, |
245000 кг |
|
|
4 |
Площадь крыла, |
328,96 |
|
|
5 |
Тип двигателя (с указанием степени двухконтурности для ТРДД) |
6 |
|
|
6 |
Статическая тяга двигателя, |
3222000 Н |
|
|
7 |
Статический удельный расход топлива, |
0,036 кг/(н·ч) |
|
|
8 |
Вариант АХ |
6 |
Таблица 2
Полетная конфигурация самолета для АХ-6
|
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
16 |
18 |
20 |
22 |
||
|
0,00 |
0,16 |
0,32 |
0,48 |
0,64 |
0,80 |
0,965 |
1,11 |
1,23 |
1,29 |
1,31 |
1,25 |
Таблица 3
|
M = 0+0,95 |
0,00 |
0,1 |
0,2 |
0,4 |
0,6 |
0,8 |
1,0 |
1,2 |
1,35 |
||
|
M ? 0,60 M = 0,80 M = 0,85 M = 0,90 M = 0,95 |
0,0200 0,0210 0,0240 0,0280 0,0340 |
0,0204 0,0215 0,0254 0,0310 0,0395 |
0,0215 0,0233 0,0288 0,0364 0,0495 |
0,0289 0,0335 0,0425 0,0583 0,0895 |
0,0410 0,0545 0,0750 - - |
0,0620 0,0975 - - - |
0,0970 - - - - |
0,1540 - - - - |
0,1812 - - - - |
1. Расчет основных ЛТХ самолета
1.1 Определение полётной массы самолёта
Расчёт основных лётно - технических характеристик (ЛТХ) самолёта производим для средней полётной массы
,
где - взлётная масса [кг], указанная в задании;
- полный запас топлива [кг].
Приближённо величину полного запаса топлива можно принять:
,
где для самолётов с ТРД, ТРДД, .
Примем А = 0,5
Вес (силу тяжести) самолёта определяем по его средней полётной массе:
,
где ; в кг.
1.2 Расчёт и построение полётных поляр
Полётные поляры (поляры режимов горизонтального полёта) рассчитываем для пяти высот полёта ():
- для каждой высоты полёта по таблицам международной стандартной атмосферы (приложение) определяем давление окружающей среды (Па), а величину потребного коэффициента подъёмной силы определяем по формуле
где - площадь крыла самолета (;- число Маха полета.
Принимаются значения , при которых для полетной конфигурации самолета задана в табличном виде зависимость
- для каждой высоты полёта точки, соответствующие полученным значениям , отмечаем на каждой зависимости , соединяя их плавной кривой. Получаем поляры режима горизонтально установившегося полёта для фиксированных высот и массы самолёта при различных значениях М полёта.
На рисунке 1.2.1 представлены зависимости .
Рисунок 1.2.1 Зависимость
Решения сводим в таблицы 1.2.1 и 1.2.2.
Таблица 1.2.1
Зависимость коэффициента подъемной силы самолета от давления окружающей среды и числа полета
|
Величина |
Полученные данные |
|||||
|
Высота Н, км |
0 |
3 |
6 |
9 |
11,5 |
|
|
Давление Р, Па |
101325 |
70125 |
47213 |
30791 |
20976 |
|
|
Значения |
||||||
|
0,3 |
0,8584 |
1,2403 |
- |
- |
- |
|
|
0,4 |
0,4829 |
0,6977 |
1,0362 |
- |
- |
|
|
0,5 |
0,3090 |
0,4465 |
0,6632 |
1,0169 |
- |
|
|
0,6 |
0,2146 |
0,3101 |
0,4606 |
0,7062 |
1,0366 |
|
|
0,8 |
0,1207 |
0,1744 |
0,2591 |
0,3972 |
0.5831 |
|
|
0,85 |
0,1069 |
0,1545 |
0,2295 |
0,3519 |
0,5165 |
|
|
0,9 |
0,0954 |
0,1378 |
0,2047 |
0,3139 |
0,4607 |
|
|
0,95 |
0,0856 |
0,1237 |
0,1837 |
0,2817 |
0,4135 |
Таблица 1.2.2
Зависимость коэффициента лобового сопротивления самолета от давления окружающей среды и числа полета
|
Величина |
Полученные данные |
|||||
|
Высота Н, км |
0 |
3 |
6 |
9 |
11,5 |
|
|
Давление Р, Па |
101325 |
70125 |
47213 |
30791 |
20976 |
|
|
Значения |
||||||
|
0,3 |
0,0711 |
0,1778 |
- |
- |
- |
|
|
0,4 |
0,0032 |
0,0499 |
0,1038 |
- |
- |
|
|
0,5 |
0,0254 |
0,0305 |
0,0462 |
0,0996 |
- |
|
|
0,6 |
0,0225 |
0,0254 |
0,0312 |
0,0509 |
0,1039 |
|
|
0,8 |
0,0212 |
0,0221 |
0,0244 |
0,0315 |
0,0513 |
|
|
0,85 |
0,0238 |
0,0249 |
0,0284 |
0,0381 |
0,0592 |
|
|
0,9 |
0,0304 |
0,0324 |
0,0367 |
0,0469 |
0,0669 |
|
|
0,95 |
0,0377 |
0,0408 |
0,0474 |
0,0627 |
0,0923 |
На рисунках А.1 - А.5 приложения A представлены поляры режима горизонтального установившегося полета.
1.3 Расчёт и построение кривых потребных тяг Жуковского
Расчёт свойств самолёта с ТРДД производим методом тяг.
Кривые потребных тяг рассчитываем для следующих высот: Н = 0, 3, 6, 9, 11,5 км.
Порядок расчёта:
- на принятой высоте, задаёмся рядом значений коэффициента подъёмной силы, (начиная и включая ;
- при принятых значениях по соответствующей полётной поляре снимаем соответствующие им значения коэффициента лобового сопротивления;
- определяем аэродинамическое качество
K = ;
- подсчитаем потребную тягу
;
- определяем скорость, потребную для горизонтального полёта на каждой принятой высоте и при каждом принятом значении коэффициента
м/с)
где с - плотность воздуха (кг/),
S - площадь крыла ().
Расчётные данные сводим в таблицы 1.3.1 - 1.3.5.
Таблица 1.3.1
Значения потребных тяг в зависимости от скорости горизонтального полета на высоте Н = 0 км
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,0856 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
||
|
0,038 |
0,024 |
0,026 |
0,028 |
0,034 |
0,04 |
0,048 |
||
|
К |
2,271 |
8,333 |
11,539 |
14,286 |
14,706 |
15 |
14,583 |
|
|
, Н |
763896 |
216311 |
156224 |
126181 |
122576 |
120173 |
123606 |
|
|
с, кг/ |
1,225 |
|||||||
|
V, м/с |
323,286 |
211,499 |
172,688 |
149,552 |
133,764 |
122,109 |
113,051 |
|
|
V, км/ч |
1163,83 |
761,397 |
621,678 |
538,389 |
481,549 |
439,593 |
406,984 |
|
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,8 |
0,9 |
1 |
1,2361 |
|||||
|
0,06 |
0,08 |
0,108 |
0,175 |
|||||
|
К |
13,333 |
11,25 |
9,259 |
7,049 |
||||
|
, Н |
135194 |
160230 |
194679 |
255722 |
||||
|
с,кг/ |
1,225 |
|||||||
|
V, м/с |
105,75 |
99,702 |
94,585 |
85,074 |
||||
|
V, км/ч |
380,698 |
358,956 |
340,507 |
306,265 |
Таблица 1.3.2
Значения потребных тяг в зависимости от скорости горизонтального полета на высоте Н = 3 км
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,12369 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
||
|
0,04078 |
0,022 |
0,024 |
0,028 |
0,032 |
0,04 |
0,05 |
||
|
К |
3,033 |
9,091 |
12,5 |
14,286 |
15,625 |
15 |
14 |
|
|
, Н |
594304 |
198284 |
144207 |
126181 |
115365 |
120172 |
128756 |
|
|
с, кг/ |
0,90941 |
|||||||
|
V, м/с |
312,136 |
245,469 |
200,425 |
173,573 |
155,248 |
141,722 |
131,209 |
|
|
V, км/ч |
1123,691 |
883,689 |
721,529 |
624,862 |
558,894 |
510,198 |
472,351 |
|
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,8 |
0,9 |
1 |
1,2403 |
|||||
|
0,06 |
0,076 |
0,102 |
0,177 |
|||||
|
К |
13,333 |
11,842 |
9,804 |
6,979 |
||||
|
, Н |
135194 |
152218 |
183863 |
258259 |
||||
|
с, кг/ |
0,90941 |
|||||||
|
V, м/с |
122,735 |
115,715 |
109,777 |
98,571 |
||||
|
V, км/ч |
441,844 |
416,575 |
395,198 |
354,855 |
Таблица 1.3.3
Значения потребных тяг в зависимости от скорости горизонтального полета на высоте Н = 6 км
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,1837 |
0,2 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
||
|
0,0474 |
0,038 |
0,026 |
0,028 |
0,034 |
0,04 |
0,05 |
||
|
К |
3,876 |
5,263 |
11,539 |
14,286 |
14,706 |
15 |
14 |
|
|
, Н |
465121 |
342492 |
156224 |
126181 |
122576 |
120173 |
128756 |
|
|
с, кг/ |
0,66022 |
|||||||
|
V, м/с |
300,603 |
288,093 |
235,277 |
203,712 |
182,206 |
166,33 |
153,992 |
|
|
V, км/ч |
1082,169 |
1037,13 |
846,816 |
733,364 |
655,941 |
598,789 |
554,371 |
|
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,8 |
0,9 |
1 |
1,0362 |
|||||
|
0,062 |
0,08 |
0,098 |
0,1038 |
|||||
|
К |
12,903 |
11,25 |
10,204 |
9,983 |
||||
|
, Н |
139701 |
160230 |
176654 |
180572 |
||||
|
с, кг/ |
0,66022 |
|||||||
|
V, м/с |
144,046 |
135,808 |
128,839 |
126,568 |
||||
|
V, км/ч |
518,567 |
488,909 |
463,82 |
455,646 |
Таблица 1.3.4
Значения потребных тяг в зависимости от скорости горизонтального полета на высоте Н = 9 км
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,28169 |
0,3 |
0,4 |
0,5 |
0,6 |
0,7 |
0,8 |
||
|
0,0627 |
0,052 |
0,032 |
0,036 |
0,044 |
0,05 |
0,062 |
||
|
К |
4,493 |
5,769 |
12,5 |
13,889 |
13,636 |
14 |
12,903 |
|
|
, Н |
401229 |
312448 |
144207 |
129786 |
132189 |
128756 |
139700 |
|
|
с, кг/ |
0,46712 |
|||||||
|
V, м/с |
288,597 |
279,651 |
242,185 |
216,617 |
197,743 |
183,075 |
171,251 |
|
|
V, км/ч |
1038,949 |
1006,74 |
871,866 |
779,821 |
711,876 |
659,069 |
616,503 |
|
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,9 |
1 |
1,1 |
1,255 |
|||||
|
0,076 |
0,094 |
0,128 |
0,187 |
|||||
|
К |
11,842 |
10,638 |
8,594 |
6,715 |
||||
|
, Н |
152218 |
169443 |
209755 |
268449 |
||||
|
с, кг/ |
0,46712 |
|||||||
|
V, м/с |
161,457 |
153,171 |
146,043 |
136,727 |
||||
|
V, км/ч |
581,244 |
551,416 |
525,755 |
492,219 |
Таблица 1.3.5
Значения потребных тяг в зависимости от скорости горизонтального полета на высоте Н = 11,5 км
|
Величина |
Полученные значения |
|||||||
|
0,4135 |
0,5 |
0,7 |
0,8 |
0,9 |
1 |
1,037 |
||
|
0,0924 |
0,063 |
0,063 |
0,075 |
0,087 |
0,099 |
0,1039 |
||
|
К |
4,475 |
7,937 |
11,111 |
10,667 |
10,321 |
10,101 |
9,981 |
|
|
, Н |
402803 |
227126 |
162233 |
168993 |
174651 |
178456 |
180606 |
|
|
с, кг/ |
0,33728 |
|||||||
|
V, м/с |
291,552 |
265,136 |
224,081 |
209,608 |
197,621 |
187,479 |
184,104 |
|
|
V, км/ч |
1049,587 |
954,489 |
806,691 |
754,59 |
711,434 |
674,926 |
662,776 |