Расчёт аэродинамических характеристик дозвуковых самолётов (Лекция 1)

Пособие для выполнения курсового проекта

Основные элементы самолёта
С а м о л ё т – это летательный аппарат тяжелее воздуха, который имеет крыло для создания подъёмной силы и силовую установку для создания тяги.
Рисунок 1.1 – Основные элементы самолёта

Vladimir Frolov
Main Types of Aircraft
Swept-wing Aircraft

Vladimir Frolov
Main types of aircraft

Vladimir Frolov
Main types of aircraft
Double-delta supersonic aircraft

Vladimir Frolov
Main types of aircraft

Vladimir Frolov
Main types of aircraft

Vladimir Frolov
Main types of aircraft

Рисунок 1.1 - Airbus joined wing airliner concept
Main types of aircraft

Main types of aircraft
Рисунок 1.2 - Lockheed joined wing jetliner concept

Main types of aircraft
Рисунок 1.3 – Twin-Fuselage concept

Основные определения
Базовая плоскость самолёта это плоскость, относительно которой большинство элементов самолёта располагаются симметрично слева и справа, эта вертикальная плоскость симметрии самолёта.
Крыло это основной элемент самолёта, наличие которого позволяет ЛА отнести к классу самолётов. Крыло предназначено для создания подъёмной силы, которая уравновешивает силу тяжести и для изменения траектории полёта самолёта.
Рисунок 1.4 – Основные формы крыла

Геометрические характеристики крыла в плане
Рисунок 1.5 – Геометрические характеристики крыла

Лекция 1. Геометрические характеристики крыла
Базовая плоскость крыла – это плоскость перпендикулярная базовой плоскости самолёта и содержащая центральную хорду (b0).
У изолированного крыла базовая плоскость крыла перпендикулярна плоскости симметрии.
Рисунок 1.6 – Угол поперечного V крыла
Форма крыла при виде спереди характеризуется углом ψ между базовой плоскостью крыла и линией четвертей хорд полукрыла (см. рис. 4). Как
правило, линия четвертей хорд крыла располагается таким образом, что на-
поминает своими очертаниями латинскую букву V. Поэтому угол ψ называют
углом поперечного V крыла.

Геометрические характеристики крыла
а) – крыло с подфюзеляжной частью; б) – крыло, составленное из консолей
Рисунок 1.7 – Геометрические характеристики крыла

Средняя аэродинамическая хорда (САХ)
где - длина проекции местной хорды на базовую плоскость крыла, м;
x= x(z); y= y(z) – координаты передней кромки крыла.
САХ обычно располагают в плоскости симметрии крыла (в базовой плоскости ЛА) параллельно центральной хорде.
Рисунок 1.8 – Геометрической построение САХ
Рисунок 1.9 – САХ крыла
сложной формы

Формулы для расчёта САХ
САХ трапециевидных крыльев (рисунок 1.5)
где
САХ крыльев с изломом кромок (рисунок 2.2)

Геометрические характеристики крыла
Определения
Под крылом с подфюзеляжной частью понимают крыло, получаемое продолжением передних и задних кромок внутрь фюзеляжа.
Крылом, составленным из консолей, называют крыло, составленное из находящихся в потоке частей крыла самолёта, отделённых от фюзеляжа по бортовым сечениям.
Размах крыла (как составленного из консолей l, так и крыла с подфюзеляжной частью lкр) - расстояние между двумя плоскостями, параллельными базовой плоскости самолёта (плоскости симметрии крыла) и касающимися концов крыла.
Профиль крыла – местное сечение крыла плоскостью, параллельной базовой плоскости самолёта. В некоторых случаях сечение проводят перпендикулярно передней кромке.
Площадь крыла S – плоскость проекции крыла на его базовую плоскость.

Геометрические характеристики фюзеляжа
Рисунок 1.10 Различные формы поперечного сечения фюзеляжа

Рисунок 1.9 Коэффициенты для вычисления геометрических характеристик фюзеляжа
Геометрические характеристики фюзеляжа
Рисунок 1.10 Виды фюзеляжа спереди и сбоку для вычисления геометрических характеристик фюзеляжа
Площадь миделева сечения равна

Связанная система координат
Рисунок 1.11 Связанная система координат

Скоростная и связанная системы координат
Рисунок 1.12 Связанная и скоростная системы координат

Название сил в скоростной и связанной системах координат
R – аэродинамическая сила, Н - скоростной напор, Па
S - характерная площадь, м2
Для РН S это миделевое сечение корпуса, для РН с БУ
Миделевое сечение корпуса по Госту обозначается