Техника - молодёжи 2009-08, страница 10

Техника - молодёжи 2009-08, страница 10

Идеи наших читателей

2009 №0И ТМ

1

max

Qv

Рис, 4

4-

2-

Расчет сдвига фокусп и СУ., по данным xafin. j

0,46

(7— _

1,25м —Ах,. м

0

0,5 1,0

1,5

зачастую определяет его класс по уровню манёвренности, примем и его одинаковым для «прототипа» и идеальной схемы. И тогда можно утверждать, что коэффициент максимальной подъёмной силы крыла «утки» является функцией только одного параметра - сдвига фокуса оперением Axf.

Таблица 1

Дальнейшие рассуждения проведём, опираясь на конкретный численный пример. В таблице 1 приведены значения параметров гипотетического легкомоторного самолёта, скомпонованного по схеме «утка».

Коэффициент максимальной подъёмной силы крыла Су™ рассчитывается по формуле, в которую входят параметры Sup, Snm, Су, о1,,, Ьнф, mzo. Ьж* и АхР Мы уже решили, что все эти величины, кроме Axf, будем считать фиксированными. Это позволяет построить зависимость коэффициента максимальной подъёмной силы крыла «утки» от сдвига фокуса: Су™1 (Axf), изображённую на рис. 4.

На рис. 4 видно, что для самолёта с параметрами, приведёнными в табл. J, максимальный Су™" принимает сравнительно малое значение (0,46), А ещё можно видеть, что при нулевом сдвиге фокуса данная компоновка позволила бы реализовать при том же запасе устойчивости значение С/™ более 4, что почти в 8,5 раз больше (!). Следовательно, при Ах/ = 0 крыло «утки» может оснащаться сколь угодно мощной механизацией без каких-либо проблем с балансировкой.

На рис. 5 показана зависимость минимальной скорости самолёта от сдвига фокуса: V^Axj). Если «поместить» на неё самолёт с данными

по табл. 1, то получим минимальную скорость полёта, равную 112 км/ч. Однако для той же компоновки при Axj= 0 в случае реализации на крыле необходимой подъёмной силы минимальная скорость должна составить 46 км/ч {в 2,43 раза меньше!).

Анализ полученных данных приводит к важному выводу: максимальный диапазон лётных скоростей достигается только на статически устойчивых самолётах схемы «утка» с нулевым сдвигом фокуса от Г1ГО.

КАК ЭТО СДЕЛАТЬ?

Рассмотрим формулу для расчёта сдвига фокуса оперением при принятых нами допущениях:

Суа • S L ,

__у то то мф

Здесь Су*р и Су^ — производные коэффициентов подъёмной силы соответственно крыла и оперения, определяющие зависимость этих коэффициентов от угла атаки самолёта.

Видно, что равенство Ах( = 0 выполняется только при равенстве нулю производной коэффициента подъёмной силы ПГО (Су= 0). Существует несколько способов реализации этого условия; самый простой из них основан на применении флюгерного переднего горизонтального оперения (далее — ФПГО). Смысл условия ( = 0) заключается в том, что оперение «утки» свободно ориентируется в потоке. Конструктивно это обеспечивается тем, что балансировка ФПГО в потоке осуществляется при помоши вынесенного за пределы несущей поверхности ФПГО и шар-нирно закреплённого на ней сервору-ля, В качестве примера на рис. 6 показано ФПГО самолёта ЮАН-1 «Sky Rebel».

Суть его функционирования в том, что ручка управления самолётом при движениях «от себя — на себя» отклоняет не ПГО. а серворуль ФПГО. При этом статически устойчивая флюгерная несущая система «ФПГО + серворуль» самостоятельно ориентируется в набегающем- потоке, обеспечивая балансировку самолёта в продольном канале, а углы атаки ГО и самолёта, в отличие от классической схемы «утка», больше не являются взаимозависимыми параметрами.

Надо сказать, данное техническое решение известно давно и успешно используется как в воздушной среде (самонастраивающиеся пропеллеры

Таблица 1

Параметр легкомоторного самолёта схемы «утка»

Значение

Максимальная взлётная масса, то, кг

500

Коэффициент максимальной подъёмной силы ПГО, Су™

1,5

Межфокусное расстояние, м

5

Площадь ПГО, 8«ю, м-

2,5

Площадь крыла, &ч>, м;

10

Коэффициент пикирующего момента, т,л

0,5

Запас продольной статической устойчивости, сг„, % Ьж,

25

Эквивалентная хорда несущей системы', Ь™, м

1,0

: Эквивалентная хорда несущей системы — хорда воображаемого крыла, эквивалентного по несущей способности системе *крыяо + ПГО*.

: Эквивалентная хорда несущей системы — хорда воображаемого крыла, эквивалентного по несущей способности системе *крыяо + ПГО*.

8

Обсуждение
Понравилось?
Войдите чтобы оставить комментарий
Понравилось?