Аэродинамика (стр. 1 )

ВВЕДЕНИЕ

При изучении учебной дисциплины «Аэродинамика» в соответствии с учебным планом по направлению 162300 (бакалавры) студентами заочного обучения выполняется курсовая работа, посвященная расчету аэродинамических характеристик транспортного самолета.

Целью курсовой работы является формирование следующих знаний и умений:

·  знать аэродинамические характеристики и форму их представления;

·  уметь рассчитывать и исследовать аэродинамические характеристики транспортных самолетов с помощью учебной и научно-технической литературы;

·  знать основные уравнения математического описания модели аэродинамических характеристик самолета и уметь ее воспроизводить для всех расчетных случаев;

·  знать порядок расчета коэффициентов математической модели аэродинамических характеристик;

·  знать порядок цифровых значений полученных коэффициентов и величин;

·  уметь теоретически обосновывать полученные результаты.

При выполнении курсовой работы необходимо сначала:

·  уяснить ее содержание;

·  уяснить требования, предъявляемые к оформлению пояснительной записки [1];

·  уяснить требования к оформлению расчетов, графиков и чертежей;

·  уяснить исходные данные, расчетные случаи и данные, получаемые в результате расчетов;

·  правильно выбрать свой вариант [1];

Затем:

·  используя рекомендованную литературу выполнить требуемые расчеты.

ВНИМАНИЕ: для выполнения курсовой работы обязательно наличие учебника [2], теоретический материал которого является основой настоящих методических указаний.

Содержание курсовой работы заключается в определении расчетным путем аэродинамических характеристик транспортного самолета на основе данных, указанных в варианте и методических указаниях настоящего пособия.

В первом разделе настоящего пособия приводятся методические указания общего характера: как оформлять расчеты, определять искомые величины из графиков, построить чертеж самолета и получить исходные данные для расчетов.

Во втором разделе приводятся общие методические указания (стандартная последовательность) по выполнению всех расчетных случаев курсовой работы.

В третьем разделе содержатся указания по составлению математического описания аэродинамических моделей, последовательности выполнения вычислений, построению графиков, указываются особенности определения величин в каждом конкретном случае, а также содержатся необходимые расчетные методики.

В четвертом разделе приводится методика расчета воздушных винтов самолетов.

Объем пояснительной записки, включая чертежи и графики, не должен превышать 20-25 страниц формата А4 (297х210 мм).

1. ОФОРМЛЕНИЕ РАСЧЕТОВ И ОПРЕДЕЛЕНИЕ

ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

Требования к оформлению пояснительной записки курсовой работы приведены в указаниях [1]. В этом разделе приводятся дополнительные указания к оформлению расчетов и иллюстраций, к определению данных из графиков, к выполнению чертежа, а также указания к составлению исходных данных.

1.1. Оформление расчетов и иллюстраций

Оформление отдельных вычислений. При проведении отдельных (несистематических) вычислений по формулам все расчеты в пояснительной записке должны быть представлены в рабочем виде. Это заключается в том, что сначала приводится формула в общем виде, затем с подставленными числовыми значениями и, наконец, результат вычисления, например:

.

Все результаты вычислений должны содержать не более 3-4 значащих цифр.

Оформление систематических вычислений. При проведении систематических однотипных вычислений или систематическом определении величин из графиков (расчет поляр) результаты надо оформлять в виде таблиц.

Стандартный образец таблицы показан на рис. 1.

Таблица должна иметь заголовок, который следует помещать над таблицей. Диагональные деления головки таблицы не допускаются. Высота строк таблицы должна быть не менее 8 мм.

При переносе части таблицы на другой лист заголовок можно помещать только над первой частью.

Графу "N п/п" в таблицу не помещают. Порядковые номера, если есть необходимость, следует указывать в боковике таблицы перед наименованием.

Для сокращения текста заголовков и подзаголовков граф и строк отдельные понятия надо заменять известными буквенными обозначениями, например, см. табл. 1 и 2 в настоящих указаниях.

Таблица________

номер

Заголовок таблицы

Головка					Заголовок граф
							Подзаголовок граф
								Строки (горизонтальные ряды)
	Боковик (заголовки строк)	Графы (колонки)

Рис. 1. Образец таблицы для оформления цифрового

материала в пояснительной записке

Подзаголовок граф, если в нем нет необходимости, может отсутствовать.

Все таблицы в пояснительной записке следует нумеровать по порядку арабскими цифрами.

Оформление иллюстраций. Под иллюстрациями понимаются графики, схемы и все то, что необходимо рисовать в процессе выполнения курсовой работы. Иллюстрации нумеруются с использованием сокращения от слова – рисунок, например: Рис. 1, Рис. 2 и так далее. Иллюстрации должны выполняться на отдельных листах миллиметровой бумаги стандартного формата А4 (297´210 мм, ориентация листа - книжная). Каждая иллюстрация должна подшиваться отдельно, должна иметь наименование, номер, а при необходимости и поясняющие данные.

Наименование должно быть расположено над иллюстрацией сверху листа. Номер (Рис. 1, Рис. 2 и т. д.) должен находиться под иллюстрацией внизу листа. Если иллюстрация является графиком с несколькими зависимостями (кривыми), то обязательно на каждом таком рисунке должны быть поясняющие данные. Поясняющие данные должны находиться внизу листа между иллюстрацией и номером.

1.2. Определение данных из графиков

Ряд величин в работе определяются из рабочих графиков по известным значениям аргумента и параметров. На рабочих графиках в настоящих указаниях стрелками показаны способы определения искомых величин. Если кривой в графике для данного параметра нет, то искомая величина определяется в промежутке между ближайшими приведенными значениями параметров. Например, по графику рис. 9 необходимо определить величину при =0,5 для параметра =15%, график, для которого не приводится. В этом случае можно определить =1,09 - как среднее между величинами =1,08 при =14% и =1,1 при =16%.

Если при определении величин из графиков значение аргумента или параметра выходит за границы графика, то в качестве искомой величины берется величина, соответствующая максимальному (минимальному) графическому значению аргумента или параметра.

1.3. Выполнение чертежа самолета

УКАЗАНИЕ: изучить материал [2], первые разделы глав с 6 по12.

Для выполнения курсовой работы необходимы геометрические характеристики самолета. Поэтому курсовая работа по аэромеханике начинается с построения чертежа самолета. Чертеж самолета выполняется в масштабе на листе миллиметровой бумаги формата А3 (297´420 мм) в соответствии с требованиями ЕСКД к чертежам общего вида (рамка, штамп формы 1, габаритные размеры), причем проекции располагаются в соответствии с рис. 2.

Для получения всех размеров (в метрах), необходимых для выполнения чертежа, используется схема самолета и заданные в варианте задания ([1], табл.1) значения размаха крыла и площади крыла .

Чтобы избежать ошибок в выполнении чертежа и в последующих расчетах на его основе необходимо придерживаться следующей последовательности.

Сначала надо определить геометрические характеристики крыла.

Для этого нужно на схеме самолета замерить (в миллиметрах) размах крыла , центральную хорду крыла , концевую хорду крыла если есть центроплан, то - размах центроплана и концевую хорду центроплана .

Рис.2. Расположение проекций самолета на чертеже

Крыло имеет центроплан, если из-за наплывов есть излом передних и (или) задних кромок.

Расположение геометрических характеристик приведено на рис.3.

По данным этих замеров необходимо вычислить относительные характеристики, а именно:

- сужение крыла;

- сужение консольной части крыла;

- относительный размах центроплана;

затем вычислить хорды крыла (в метрах)

- средняя геометрическая хорда крыла;

- концевая хорда крыла с центропланом;

- концевая хорда крыла без центроплана;

- центральная хорда крыла;

- концевая хорда центроплана;

Определение размеров и положения всех остальных частей самолета (ГО, ВО, фюзеляжа, ГД, высоту от земли, расстояние между элементами самолета и т. д.) производится с помощью коэффициента пересчета

,

где - размах крыла из варианта задания, в м;

- размах крыла, замеренный из схемы, в мм.

Для этого нужно размеры, измеренные на схеме самолета [мм], умножить на коэффициент пересчета. Например, размах ГО в [м] определяется так:

.

Площади ГО и ВО вычисляются по правилу трапеции.

Величины и - это площади крыла, ГО и ВО, включающие в себя соответствующие подфюзеляжные (заштрихованные на рис.3) площади.

Коэффициент пересчета и все расчеты должны быть приведены в курсовой работе.

Полученные геометрические характеристики внести в соответствующие строки табл. 1 и 2.

Таблица 1

Геометрические характеристики

несущих поверхностей

Геометрические характеристики	Крыло	Горизонтальное оперение (ГО)	Вертикальное оперение (ВО)
1.  [м2]
2.  [м2]
3.  [м2]
4.  ( для ВО) [м]
5.  [м]
6.  [м]
7.  [м]
8.  [м]
9.  [м]
10.  [м]
11.
12.
13.  [%]
14.  [град]
15.  [град]
16.  [град]

Данные для крыла, указанные в варианте задания, записываются в табл. 1 без изменений.