Аэродинамические характеристики самолётов. Тема 11

1.

ОСНОВЫ АЭРОДИНАМИКИ
ЛЕКЦИЯ № 12
Тема 11
Аэродинамические характеристики самолётов

2.

Л № 12 Аэродинамические характеристики
самолётов
2
12.1 Аэродинамическая компоновка самолёта.
12.2 Аэродинамическая интерференция самолёта.
12.3 Влияние интерференции на подъёмную силу
самолёта.
12.4 Влияние интерференции на сопротивление
самолёта.
Литература:
1. Гарбузов В. М., Ермаков А. Л., Кубланов М. С., Ципенко В. Г.
Аэромеханика: Учебник для студентов вузов гражданской авиации –
М.: МГТУГА, 2000, 288 с.
2. Логвинов И. И. Аэромеханика: Учебное пособие М. Иркутск:
ИГТУ, 1998, 144 с.
3. Ништ М. И. Аэродинамика летательных аппаратов. Учебник для
ВУЗов. М.: ВВИА им. проф. Н. Е. Жуковского, 1994, 570 с.

3.

Введение в аэродинамическую компоновку
самолёта и требования к ней
Определения ВС и самолёта по ГОСТ Р 54580-2011
Воздушное судно - летательный аппарат,
поддерживаемый в атмосфере за счёт его
взаимодействия с воздухом, отличного от взаимодействия с
воздухом, отражённым от поверхности земли или воды.
Самолёт воздушное судно тяжелее воздуха, приводимое
в движение силовой установкой, подъёмная сила
которого в полёте создаётся в основном за счёт
аэродинамических реакций на несущих поверхностях,
остающихся неподвижными в данных условиях полёта.
Летательный аппарат (ЛА) ‒ общее название устройства
(аппарата) для полётов в атмосфере или космическом
пространстве.

4.

Летательные аппараты. Классификация
Планирующие: планёр; мотопланёр; дельтаплан; дельталёт;
параплан; паралёт; мотопараплан;
Винтокрылые: винтолёт; конвертоплан; мультикоптер;
синхроптер;
Аэростатические: аэростат (шарльер, монгольфьер, розьер,
стратостат); дирижабль;
Аэродинамические: самолёт; гидросамолёт; летающая подводная
лодка; гондолоплан; экраноплан (экранолёт);
Ракетодинамические: ракетоплан; реактивный ранец (Martin
Jetpack); грифон; крылатая ракета.
Другие: орнитоптер; мускулолёт; циклокоптер.

5.

12.1 Аэродинамическая компоновка самолёта
Аэродинамическая компоновка внешние формы ЛА и его частей, их размеры и взаимное расположение, обеспечивающие
получение необходимых аэродинамических характеристик.
Аэродинамические характеристики ЛА зависимости, характеризующие его взаимодействие с воздухом и режим
обтекания в конкретных условиях относительного движения
(полёта).
Параметры аэродинамических характеристик:
‒ аэродинамические силы и моменты;
‒ безразмерные коэффициенты;
‒ производные этих коэффициентов по кинематическим
параметрам;
‒ характерные значения аэродинамических
коэффициентов, кинематических параметров и
критериев подобия и др.

6.

Основные элементы компоновки ЛА (ВС)
• крыло — создающее подъёмную силу, необходимую для полёта
летательного аппарата на всех характерных для него режимах;
• фюзеляж — полый силовой корпус, в котором размещены экипаж,
пассажиры, оборудование, грузы. Несущие фюзеляжи создают в
полёте подъёмную силу, особенно значительную на сверхзвуковых
скоростях;
• горизонтальное (стабилизатор) и вертикальное (киль) оперения,
обеспечивающие продольную и боковую устойчивость и
управляемость летательного аппарата. Для управления в продольном
и боковом каналах на оперении размещаются рулевые поверхности
или оперения выполняются цельно-поворотными,
• воздушный, несущий и рулевой винты — вращающиеся
лопастные конструкции, создающие тянущую, подъёмную и
управляющие силы и моменты;
• механизация крыла, обеспечивающая управление подъёмной
силой, лобовым сопротивлением, их моментами;
• Поворотные реактивные сопла — газодинамические рулевые струи,

7.

Аэродинамическая компоновка воздушного судна
у1
х1
z1
х1

8.

12.2 Аэродинамическая интерференция самолёта
Воздушное судно – совокупность несущих, стабилизирующих,
рулевых поверхностей и механизации и подвесок, объединённая в
единую конструкцию, интерференционно влияющих в полёте друг
на друга.
Определение интерференции:
Аэродинамическая интерференция взаимное влияние
частей ВС при их соединении в единую компоновку,
приводящее к изменениию их аэродинамических
характеристик по сравнению с изолированным обтеканием.
Виды интерференции:
I. Интерференцию между частями, находящимися в
непосредственном соприкосновении.
II. Интерференция между частями, разделёнными
воздушным промежутком.

9.

Природа интерференционных возмущений I рода
Природа интерференции — влияние возмущений,
вносимых в поток отдельными частями ВС, на
аэродинамическое нагружение других его частей.
Отличительные черты интерференционных возмущений
— газодинамический механизм их передачи.
Сущность интерференции I-го рода:
— между крылом и фюзеляжем;
— горизонтальным оперением и фюзеляжем;
— вертикальным оперением и фюзеляжем;
— подвеской и крылом и др.
Последствия интерференции I-го рода — заметное
изменению аэродинамических характеристик самолёта и его
отдельных частей на всех скоростях полёта.

10.

Природа интерференционных возмущений II рода
Сущность интерференции II-го рода — между
крылом и горизонтальным оперением
Причина интерференции II-го рода —
горизонтальное оперение расположено в створе
(спутном следе) крыла.
Способ передачи возмущений: от крыла на ГО
вместе с потоком.
Последствия интерференции II-го рода — влияет
практически на все аэродинамические коэффициенты.
Накладываются ограничения на режимы полёта.
Другие стороны интерференции:
— положительная интерференция – эффект наплыва;
— отрицательная интерференция – перемещение
рулей в благоприятные места для их работы.

11.

12.3 Влияние интерференции на подъёмную
силу самолёта
Традиционная конструктивно-компоновочная схема
ВС и его частей в поле интерференции

12.

12.3.1 Влияние интерференции
несущей поверхности и фюзеляжа
1. Корневые части несущей поверхности активно
усиливаются потоком, вытесняемым фюзеляжем:

13.

Подъёмная сила несущей поверхности и корпуса
с учётом экрана
Зеркальный эффект экрана (земли)

14.

12.4 Влияние интерференции на сопротивление
самолёта
сх = сх 0 + Ас2у- ст.