Практическая аэродинамика. Методические указания по изучению дисциплины и выполнению контрольной работы (стр. 2 )

При изучении влияния на аэродинамические характеристики числа М (влияния сжимаемости) уясните сущность волнового кризиса, в чем его опасность, каковы меры борьбы с ним (наиболее подробно следует рассмотреть использование стреловидных крыльев).

При изучении средств механизации крыла необходимо понимать физические принципы их действия и вызванные ими изменения аэродинамических сил и моментов, а также влияние на аэродинамические характеристики ВС близости земли.

Следует знать основные направления развития воздушного транспорта и указать перспективные научно-технические решения, связанные с разработкой современных форм крыльев дозвуковых самолетов, новых компоновок крыльев, направленных на снижение сопротивления трения, повышение маневренных средств ВС, обеспечение безопасности полетов и т. д.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Каковы физические причины возникновения аэродинамических сил?

2. Как записать формулу Жуковского?

3. Начертите кривые зависимостей коэффициентов аэродинамических сил и моментов от угла атаки и числа М полета.

4. Что такое поляра?

5. В чем состоит влияние срыва потока на безопасность полета?

6. Перечислите составлявшие силы лобового сопротивления.

7. От каких факторов зависит индуктивное сопротивление?

8. В чем состоит волновой кризис?

9. Объясните влияние средств механизации крыла на его аэродинамические характеристики.

10. Охарактеризуйте основные конструктивные особенности современных форм крыльев дозвуковых самолетов.

Тема 3. АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЗДУШНЫХ СУДОВ

Понятие об аэродинамической интерференции частей самолета и методы аэродинамической компановки. Центр давления и фокус самолета. Поляра самолета. Аэродинамическое качество и методы его повышения. Продольная, и боковая статическая устойчивость. Влияние работы силовой установки и реверса тяги на аэродинамику ВС. особенности аэродинамики самолета вблизи земли. Влияние сжимаемости. Критический угол атаки. Методы определения оптимального аэродинамического облика ВС.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Аэродинамические характеристики самолета зависят от аэродинамических характеристик его частей - фюзеляжа,. крыла и т. д., в то же время не являясь их суммой. Причиной этого является аэродинамическая интерференция (взаимовлияние) частей, выражающаяся в изменении поля скоростей и давлений вблизи и на поверхностях обтекаемых частей, а значит и результирующих аэродинамических сил. Аэродинамические характеристику самолета в отличие от аэродинамических характеристик крыла зависят от отклонения органов  управления, конфигурации/ режимов работы силовой установки, близости поверхности земли при взлете и посадке и других деформаций самолета в полете. Они определяются компоновочной схемой ВС, геометрическими характеристиками профилей, крыла, формой фюзеляжа и т. д.        

При изменении чисел Маха будут изменяться коэффициенты  аэродинамических сил,  поэтому для самолета строится семейство поляр во всем диапазоне чисел Маха полета.        

Необходимо проанализировать влияние различных конструктивных  факторов на аэродинамическое качество самолета.        

ВОПРОСЫ  И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Что понимают под аэродинамической интерференцией?

2. Изобразите семейство поляр при различных числах М полета.

3. Дайте обоснование влияния близости земли на аэродинамические характеристики самолета.

4. Какие факторы влияют на аэродинамическое качество самолета?

Тема 4. УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ВОЗДУШНОГО СУДНА

Системы координат. Уравнения движения ВС в проекциях на оси координат. Продольное и боковое движение. Основные силы и моменты на характерных режимах полета. Роль и место расчетных и экспериментальных методов исследования динамики движения ВС.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Динамика полета является теоретической основой летной эксплуатации ВС. Необходимо обратить внимание, как задается положение ВС в пространстве, как строится траектория, как определяется кинематические параметры, характеризующие движение ВС во времени, как производится оценка влияния внешних сил на изменение этих параметров.

Применение вычислительной техники позволяет исследовать опасные режимы полета, проводить многопараметрический анализ причин авиационных происшествий. При этом математическое моделирование в большинстве практических задач связано с упрощением уравнений движения ВС на характерных режимах полета; необходимо обратить внимание на принципы разделения продольного и бокового движения.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Дайте характеристики земной, связанной и скоростной систем координат.

2. Какие кинематические параметры характеризуют движение воздушного судна?

3. Совокупность каких движений представляет собой движение самолета?

4. Какие упрощения принимают при выводе уравнений движения самолета?

5. Запишите уравнения движения центра масс самолета в скоростной системе координат.

Тема 5. УСТАНОВИВШИЕСЯ РЕЖИМЫ ПОЛЕТА

Уравнения прямолинейного движения ВС. Приборная скорость. Влияние конструктивных и эксплуатационных факторов, конфигурации, полетной массы, режима работы двигателей, высоты, температуры, давления воздуха на кривые потребных и располагаемых тяг, характеристики горизонтального полета, набора высоты, снижения. Характерные требования по обеспечению безопасности полетов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Частичным случаем движения ВС является режим установившегося прямолинейного полета (горизонтальный полет, набор высоты, снижение). Изучение такого режима полета целесообразно проводить в следующей последовательности:        

определить силы, действующие на ВС, условия их равновесия; определить потребную скорость горизонтального полета; построить зависимости потребных и располагаемых тяг (мощностей) от скорости полета; определить изменение этих кривых в зависимости от различных влияющих факторов (высоты полета, веса, выпуска устройств механизации, шасси, обледенения ВС и т. д.); определить по кривом потребных и располагаемых тяг (мощностей) характерные скорости горизонтального полета, их изменение в зависимости от влияющих факторов; понять необходимость ограничений, налагаемых на скорость движения ВС на каждом режиме полета.

Особенностью анализа режимов набора высоты и снижения самолета является использование кривых потребных и располагаемых тяг. При изучении режима набора высоты следует обратить внимание на отличие режимов набора с максимальным углом и со скороподъемностью.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Каковы общие черты, присущие прямолинейным установившимся режимам полета? Каковы отличия?

2. Напишите формулы для потребных скорости горизонтального полёта ВС, тяги и мощности. Объясните их физический смысл, i

3. Начертите кривые потребных и располагаемых тяг (мощностей), укажите на них характерные скорости полета ВС.

4. Почему потребная тяга при увеличении скорости движения ВС от минимального значения сначала падает, затем растет?

5. Что такое первый и второй режимы полета ВС?

6. Назовите и обоснуйте ограничения горизонтальных скоростей полета ВС.

7. Как изменяются характерные скорости горизонтального полета ВС с изменением его веса, температуры, высоты и др. параметров среды?

8. Определите максимальный угол набора высоты по кривым потребных и располагаемых тяг (мощностей). От каких параметров он зависит?

9. Как определяется максимальная скороподъемность самолета?

10. Как влияет полетный вес на угол набора высоты?

11. Объясните ограничения при экстренном снижении ВС и последствия их нарушения.

12. От каких факторов зависит расход топлива?

Тема 6.  ВЗЛЕТ И ПОСАДКА САМОЛЕТА

Общая характеристика. Схема взлета. Разбег. Расчет длины разбега. Воздушный участок взлета и его расчет. Потребная длина взлетной дистанции. Прерванный и продолженный взлет. Обеспечение безопасности взлета.

Схема захода на посадку. Этапы посадки. Расчет посадочной дистанции. Уход на второй круг. Пробег. Обеспечение безопасности захода на посадку и посадка. Взлетно-посадочные характеристики ВС. Влияние на них эксплуатационных факторов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

Взлет и посадка являются наиболее сложными и отвётственными режимами полета самолета. При изучении темы наибольшее внимание следует обратить на особенности режимов взлета и посадки, основные участки взлетно-посадочных дистанций в соответствии с НГЛС; уяснить основные требования НЛГС и других руководящих документов к взлетно-посадочным характеристикам самолета.'

Расчет воздушных участков взлетной и посадочной дистанций  рекомендуется производить с помощью энергетического метода. Используя простейшие формулы для определения длины разбега и пробега самолета, необходимо выполнить анализ влияния конструктивных и эксплуатационных факторов на характеристики взлета и посадки.

Обратите внимание на изменение аэродинамических характеристик вблизи земли; укажите способы улучшения характеристик самолета на режимах взлета и посадки.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Нарисуйте схему сил, действующих на самолет на режимах взлета и посадки.

2. Рассчитайте длину разбега и пробега, какие факторы на них влияют.

3. Как уменьшить длину пробега?

4. Как влияют близость земли и внешние условия на взлетно-посадочные характеристики самолета?

5. Как влияют вес, механизация, шасси на взлетно-посадочные характеристики?

Тема 7. ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА

Основные определения. Дальность при наборе высоты, снижении и горизонтальном полете. Наивыгоднейшие режимы полета. Полет по "потолкам". Часовой и километровый расходы топлива и влияние на них эксплуатационных факторов.

МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ

При определении дальности и продолжительности полетов ВС необходимо обратить внимание на режимы максимальной дальности и продолжительности, четко представить, на каких скоростях они осуществляются для различных типов ВС ГА, а также уметь оценивать влияние различных факторов и условий эксплуатации на дальность и продолжительность полетов.

ВОПРОСЫ И ЗАДАНИЯ ДЛЯ САМОПРОВЕРКИ

1. Какие существуют определения дальности полета?

2. Формула для километрового и часового расхода топлива.