Определение коэффициента момента тангажа и фокуса по углу атаки самолета.
Момент тангажа самолета создается крылом, горизонтальным оперением, фюзеляжем и всеми несущими надстройками и подвесками, если они имеются. Коэффициент момента тангажа самолета: , где – момент аэродинамических сил самолета относительно оси z, S – площадь крыла с подфюзеляжной частью, – скоростной напор невозмущенного потока. При малых углах атаки можно принять зависимость коэффициента m z от углов атаки (m z = f(a)) линейной. Тогда , где – угол атаки самолета; – производная коэффициента момента тангажа по углу атаки, имеющая порядок: » 0.002 …0.01 » 0.1 …0.6 (3.1) Здесь производные коэффициентов подъемной силы по углу атаки, соответственно, изолированного фюзеляжа (п. 2.1), консольных частей крыла, горизонтального оперения (п 2.2), изолированных мотогондол и других элементов конструкции самолета, при обтекании которых может возникать подъемная сила; – коэффициенты, учитывающие интерференцию крыла и горизонтального оперения с фюзеляжем (п. 2.3); – коэффициенты торможения потока у крыла, горизонтального оперения, какого – либо элемента конструкции самолета (п 2.4.3); – коэффициенты эффективности крыла и горизонтального оперения, соответственно (п. 2.4.1, 2.4.2); При малых углах атаки нормальная сила практически не отличается от подъемной силы, поэтому в формуле (3.1) производные можно заменить на производные для самолета и всех его частей. (3.2) – соответственно расстояния от фокуса консольных частей крыла, го, изолированного фюзеляжа, j – й подвески или мотогондолы до оси Z (рис 3.1), которые можно определить по чертежу эквивалентной компоновки с учетом его масштаба или рассчитать эти размеры по данным геометрии эквивалентной схемы самолета. Ось Z согласно ГОСТу проходит через центр масс самолета в сторону правого крыла самолета. Если положение центра масс неизвестно, то ось Z проводят через переднюю кромку САХ крыла с подфюзеляжной частью. Знаки определяются согласно ГОСТу. В случае, когда подъемная сила поверхности, приложенная в ее фокусе, создает относительгно оси Z кабрирующий момент, то знак момента Mz ”+”, если пикирующий – то ” – ”. Положения фокуса консольных частей крыла и го определяются по графикам рис. 3.2 – 3.5.,где , для консоли крыла , для консоли го . Положение фокуса крыла сложной формы в плане определяется по соотношению: , где: где – производная для 1 – го крыла (рис.1.5), – производная для 2 – го крыла, - площадь 1 – го крыла, - площадь 2 – го крыла, , Положение фокуса фюзеляжа определяется по соотношению: , (3.3) где коэффициент рассчитывается относительно оси , проходящей через нос фюзеляжа; – производные коэффициента подъемной силы по углу атаки, соответственно, фюзеляжа, его носовой части с учетом влияния цилиндра, кормовой части; – расстояния от фокусов носовой части с учетом влияния цилиндра, кормовой части до оси . Знаки плеч в формуле (3.3)те же, что и в формуле (2.2) Рис. 3.1 Рис 3.2 Рис 3.3 Рис 3.4 Рис 3.5 Рис. 3.6 Фокус кормовой части можно принять на середине ее длины – 0.5L корм. Координата фокуса кормовой части . Координата фокуса носовой части определяется по формуле: , (3.4) где , – длина и объем носовой части фюзеляжа; учитывает смещение фокуса под влянием числа Маха и определяется по графику рис. 3.6. в зависимости от параметров и . Для определения координат фокусов частей самолета относительно носка САХ крыла с подфюзеляжной частью необходимо нанести их на чертеже эквивалентной компоновки (рис. 3.1) и снять координаты . Далее по формуле 3.2 рассчитывается коэффициент . Положение фокуса самолета при малых углах атаки определяется из соотношения: ; . (3.5) полученное из соотношения (3.5) положение фокуса самолета необходимо нанести на чертеже эквивалентной компоновки (отложить от носка САХ крыла с подфюзеляжной частью и перенести на ось Х). При наличии мотогондол и подвешиваемых грузов их фокус рассчитывается аналогично фокусу фюзеляжа. Сила, создающая момент тангажа приложена в фокусе мотогондолы или подвески. Плечо в формуле 3.2 для каждой мотогондолы или подвески также может быть определено по чертежу эквивалентной компоновки. В первом приближении интерференцией самолета и подвешиваемых грузов можно пренебречь.
|