МІНІСТЕРСТВО  ОСВІТИ І  НАУКИ УКРАЇНИ

ЗАПОРІЗЬКИЙ  АВІАЦІЙНИЙ  КОЛЕДЖ

Ім.О.Г.Івченка

 

 

Спеціальність 5.05110201 «Виробництво авіаційних двигунів»

( шифр  спеціальності)

 

 

 

                                                                                            „ЗАТВЕРДЖЕНО”

                                                                                                заст.директора з НВР

_________________В.І. Сніжко

„____”_______________20___р

 

 

 

 

ІНСТРУКЦІЯ

ДО  ПРАКТИЧНОЇ РОБОТИ № 1

2 (ГОДИН)

 

Польотна маса літака. Розрахунок та побудова польотних поляр.

назва  роботи

 

з дисципліни   «Літальні апарати»

 

 

 

 

 

     Інструкцію розробив:

                                                  Викладач______________(Кравчук Ю.С.)

 

 

 

 

                                                  Розглянуто на засіданні  ПЦК:

«Авіаконструкторських дисциплін»    

    

Протокол № ____ від „___”__________20____р.

                                                  Голова ПЦК____________( Кравчук Ю.С.)

Практична робота 1

Тема: Польотна маса літака. Розрахунок та побудова польотних поляр.

Мета: Навчитися визначати розрахунковим шляхом основні льотно-технічні характеристики літаків цивільної авіації з врахуванням експлуатаційних обмежень на базі вихідних даних, наведених у заданому варіанті.

 

Теоретичні відомості

Однією з найважливіших аеродинамічних характеристик профілю є
графічна залежність Cy=f(Cx)

Така крива називається полярою профілю (рис. 2).

На отриманій кривій ще зазначають відповідні кути атаки. Як правило,
масштаб по осі абсцис (Сх) вибирають в 5-10 разів більше, ніж по осі ординат (Cy). Це зумовлене тим, що величина Сх у кілька разів менше Cy.

Рисунок 1. Поляра профілю.

 

Маючи поляру профілю можна визначити такі характерні величини
профілю:

- Максимальний коефіцієнт підйомної сили Cy_(max) і відповідний йому
критичний кут атаки α_кр.

- Найвигідніший кут атаки α_нв називається кут, при якому

.  На полярі величина α_нв визначається точкою торкання.

- Кут нульовою підйомної сили (α₀) - це точка перетину поляри і осі
абсцис.

- Найменше значення коефіцієнта опору Cx_(min) і відповідний йому кут атаки мінімального опору, який знаходиться в точці торкання поляри і прямої, паралельної осі ординат.

 

Хід роботи

1. Польотна маса літака.

 

       Порядок розрахунку

Розрахунок льотно-технічних характеристик літака на конкретному етапі польоту проводиться при відповідних польотних масах. Так, для розрахунку злітних характеристик використовується значення злітної маси, заданій у варіанті завдання . Значення цієї ж маси використовується й при розрахунку характеристик набору висоти.

Характеристики горизонтального польоту розраховуються для середньої польотної маси

де – злітна маса [т], вказана в завданні; – повний запас палива [т].

Орієнтовно величину повного запасу палива можна прийняти:

• для літаків з ПД

;

• для літаків з ТГВД

;

• для літаків з ТРД

.

Тоді при повних запасах палива значення середньої маси дорівнює:

• для літаків з ПД

;

• для літаків з ТГвД

;

• для літаків з ТРД

.

Для етапу заходу на посадку и власне посадки польотна маса дорівнює .

Більш повний розрахунок маси палива виконується у розділі “Розрахунок дальності і тривалості польоту”.

Вага літака, пов’язана з масою наступним чином:

.

 

2. Розрахунок та побудова польотних поляр

 

Вказівка: опрацювати попередньо матеріал [2], [15] –с 29-47.

Польотні поляри розраховуються для висот: Н=0, 2, 4, 6, 8, 10, 12 км.

Порядок розрахунку

1. Для заданих висот визначаються значення густини повітря і швидкості звука а (дані беруться з таблиці [7]) та виконується розрахунок коефіцієнту А:

, [-],

де S – площа крила. Отримані дані заносяться в табл. 1.1.

2. При кожному числі М, при яких побудована залежність , обчислюють для кожної заданої висоти та середньої маси m_ср величину потрібного коефіцієнту підйомної сили та заносять в табл. 1.1:

,  [-].

Таблиця 1.1

Значення коефіцієнтів , потрібних для горизонтального польоту, на різних висотах та різних числах М

	Параметр	Значення параметрів для висот Н, що дорівнюють
		0	2000	4000	6000	8000	10000	12000
	[кг/м3]
	н [м/с]
	A [м2/с2]
Потрібний [–]
	M=0,4
	M=0,6
	…
	M=0,9

3. На підставі даних табл. 1.1 на кожній кривій відмічають точки, відповідні отриманим значенням для кожної висоти, а потім з’єднують їх плавною кривою. В результаті виходять польотні поляри. Типові польотні поляри для літака Ан-74 наведені на рис. Д2.

Примітка: для деяких типів ПС можливо, що на великих висотах при m_ср та малих числах М будуть отримані значення , що перевищують значення, наведені у вихідній залежності . Якщо ці значення не перевищують для даного типу ПС, то необхідно, використовуючи лекало, та екстраполювати залежність до на полярі, що має найменше значення числа  М.

 

Порядок виконання роботи

 

1. Контроль готовності студентів до заняття.

2. Розрахунок польотної маси літака.

3. Розрахунок та побудова польотних поляр;

4. Оформлення звіту.

5. Опитування студентів, захист.

 

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

 

1. Що таке поляра профілю крила?
2. Які параметри можливо визначити по полярі профілю крила?

 

Література:

Базова:

1.        ГОСТ 4401-73. Стандартная атмосфера. Параметы. – М.: Издательство стандартов, 1974. – 117 с.
2.        Никитин Г. А. Основи авиации. – М.: Транспорт, 1984г. – 261с.
3.        Т.И.Лигум Практическая аэродинамика и динамика полёта турбореактивных самолётов, Транспорт, 1967г.

 

Допоміжна:

 

1. Егер С.М., Матвеенко А.М., Шаталов И.А. Основы авиационной техники: Учебник. - М.: Изд-во МАИ, 1999г. - 576 с.
2.  Е.С.Галашев, Н.М.Лысенко Аэродинамика и динамика полёта манеренных самолётов. Воениздательство, 1984г. – 582с.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Додаток 1. Варіанти

Ан - 24 ОКБ О.К.Антонова

Пасажирський турбогвинтовий літак

для повітряних ліній середньої дальності

 (~1100 км)

 

Задані параметри	Номер завдання
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
m зл, т	22,0	21,0	20,0	19,0	18,5	18,0	17,5	17,0	16,5	16,0

 

lк, м	S, м2	Lф, м	Dф, м	Gп max, т	Mmax	q, кН/м2
29,2	74,98	23,53	2,9	4,6	0,7	17,1

Двигун:

ТГД АІ-24 (2 × 1875,5/1544,5 кВт)*

* - (номінальний режим/злітний режим)

1-δз, ш. пр.=0; 2-δз, ш.в.=15о; 3-δз, ш.в.=38о

Крейсерська поляра літака

Ан - 74 ОКБ О.К.Антонова

Широкофюзеляжний транспортний літак короткого зльоту та посадки

(~4350) км)

 

 

 

Задані параметри	Номер завдання
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
mзл, т	24,8	25,8	26,8	27,8	28,8	29,7	30,8	32,0	33,0	34,5

 

Lк, м	S, м2	Lф, м	Dф, м	Gп max, т	Mmax	q, кН/м2
31,8	99,74	23,1	3,1	14,1	0,67	13,0

 

Двигуни:

ТРДД Д-36 (2 × 59 кН)

1-δз, ш. пр.=0;  2-δз, ш.в.=30о;  3-δз, ш.в.=40о
Крейсерська поляра літака

Як - 42 ОКБ О.С. Яковлєва

Пасажирський літак для авіаліній малої дальності.

 (~3350 км)

 

 

 

Задані параметри	Номер завдання
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
m зл, т	43,8	44,9	46,0	47,2	48,3	49,5	50,6	52	53,2	54,3

 

lк, м	S, м2	Lф, м	Dф, м	Gп max, т	Mmax	q, кН/м2
34,8	150	32,58	3,8	11	0,75	18,5

 

Двигун:

ТРДД Д-36 (3 × 59 кН).

1-δз, ш. пр.=0; 2-δз, ш.в.=20о; 3-δз, ш.в.=45о

Крейсерська поляра літака

Додаток 2. Приклад розрахунку основних льотно-технічних характеристик літака за умов стандартної атмосфери.                                                                  Рис. Д 2 Польотні поляри (літак Ан-74)