Главная страница Случайная лекция Мы поможем в написании ваших работ! Порталы: БиологияВойнаГеографияИнформатикаИскусствоИсторияКультураЛингвистикаМатематикаМедицинаОхрана трудаПолитикаПравоПсихологияРелигияТехникаФизикаФилософияЭкономика Мы поможем в написании ваших работ! |
Наивыгоднейшие режимы полета
Наивыгоднейшие режимы полета – это режимы наибольшей экономичности, на которых можно получить наименьшие расходы топлива на заданном режиме работы силовой установки. В задачу аэродинамического расчета входит изучение двух важных характеристик ЛА – дальности и продолжительности полета. Дальность полета. Под дальностью полета понимают расстояние, пролетаемое самолетом без заправки топливом от места вылета до места посадки вдоль маршрута полета, выраженное в километрах.
Рисунок 6.7 Траектория полета самолета на дальность
Продолжительность полета - время пребывания самолета в воздухе с момента вылета до момента посадки, в течение которого самолет может совершать полет без дополнительной дозаправки топливом. Траектория полета самолета на дальность состоит из трех участков: набора высоты, горизонтального полета на заданной высоте и снижения с этой высоты (Рисунок 6.7). Дальность и продолжительность полета определяются запасом топлива и режимом полета (высотой и скоростью). Основными величинами, определяющими дальность и продолжительность, являются километровый и часовой расходы топлива. Количество топлива, расходуемое за один час полета, называется часовым расходом. Измеряется часовой расход в килограммах на час полета – Сh, кг топл./ч или Сh литров/ч ( л/ч). Количество топлива, расходуемое на один километр воздушного пути, называется километровым расходом топлива. Измеряется километровый расход в килограммах ( литрах) на километр пути – С к,кг/км (л/км). Определение продолжительности горизонтального полета. Для самолетов с ТРД часовой расход определяется по формуле: Ch=Ce Pсу, где Ch - часовой расход топлива, кг/ч; Се - удельный расход топлива, кг/Нч; Pсу - тяга силовой установки, Н.
Тяга , создаваемая силовой установкой в горизонтальном полете Pсу, равна тяге Рпотр и поэтому зависит от скорости полета ( угла атаки): Ррасп=Рпотр. Продолжительность полета равна: Т=mТ / Ch или: Т= mТ/ CеРпотр. Здесь mТ - масса топлива, Ch - часовой расход. Так как Рпот=G / K, после подстановки получим формулу: Т=( mT K) / (CеGсам ).
Из формулы следует, что продолжительность горизонтального полета зависит от: -запаса топлива, - удельного расхода топлива, - веса самолета, - аэродинамического качества самолета. Наибольшую продолжительность полета самолет с ТРД будет иметь при полете на наивыгоднейшей скорости Vнв, так как на αнв аэродинамическое качество максимально (Кmax), а потребная тяга минимальная (см. кривые Жуковского, Рисунок6.2).
Для самолета с поршневым двигателем (ПД) часовой расход определяется по формуле: , где Се- удельный расход топлива поршневого двигателя (ПД); Ne - мощность ПД; - удельный вес топлива, г/см3. Из формулы видно, что часовой расход топлива прямо пропорционален удельному расходу топлива и развиваемой мощности. По кривым Жуковского (см. Рис 6.3) можно определить, что наименьшая потребная мощность соответствует экономическому углу атаки αэк и, соответственно, экономической скорости полета Vэк.
С поднятием на высоту потребная мощность и часовой расход будут зависеть в основном от удельного расхода топлива (Се). С поднятием на высоту Се уменьшается, поэтому часовой расход топлива также уменьшается.
Определение дальности горизонтального полета. Дальность полета представляет собой отношение массы топлива (заправки) к километровому расходу топлива: L=mT / Ck ,
где Ck - километровый расход топлива. Это количество топлива, расходуемое на один километр воздушного пути. Для самолетов с ТРД дальность полета определяется по формуле: L= 3,6(mTK)/(CeGсам)V Здесь 3,6- коэффициент перевода размерности из м/с в км/ч, К –аэродинамическое качество, Ce – -удельный расход топлива, Gсам – вес самолета, V –скорость полета. Дальность и продолжительность полета связаны между собой соотношением: T=L / 3,6V. Поэтому километровый расход поршневого двигателя можно определить по формуле:
где Ne - эффективная мощность на валу двигателя; Nп – потребная мощность горизонтального полёта; - коэффициент полезного действия винта.
Анализ формулы показывает, что километровый расход топлива будет определяться в основном соотношением и величиной удельного расхода топлива Се. Величина при увеличении V полёта увеличивается (см. кривые Жуковского, Рисунок6.3). Минимальное значение отношения = tg находится проведением касательной из начала координат к кривой Nпотр . Скорость полета, для которой ( ) min, соответствует наивыгоднейшей скорости полетаVнв. Величина ( )min для всех высот остается неизменной, поэтому километровый расход топлива самолета с поршневым двигателем зависит в основном от удельного расхода топлива Се.
Влияние высоты, полетного веса и температуры наружного воздуха на дальность и продолжительность полета. Удельный расход Се до расчетной высоты полета (расчетной высоты двигателя) уменьшается, а выше ее – увеличивается. Поэтому наименьший километровый расход с поршневой силовой установкой будет вблизи расчетной высоты. Следовательно, наибольшая дальность полета также будет вблизи расчетной высоты полета на наивыгоднейшей скорости. Так как в горизонтальном полете а Рп=Рсу, то Сh находится по формуле: , где G - вес самолета, кг; K - аэродинамическое качество самолета. При увеличении полетного веса самолета отношение увеличивается, следовательно, увеличиваются часовой и километровый расходы топлива. Это ведет к уменьшению дальности и продолжительности полета. Если полетный вес самолета увеличивают наружной подвеской грузов (подвесные топливные баки, бомбы и т. п.), дальность и продолжительность уменьшаются больше, так как увеличивается лобовое сопротивление самолета, а его аэродинамическое качество уменьшается. Километровый расход топлива от температуры наружного воздуха практически не зависит, так как потребная тяга остается постоянной. Следовательно, и дальность полета остается постоянной. При повышении температуры наружного воздуха удельный расход топлива и потребная мощность увеличиваются, следовательно, увеличивается часовой и километровый расходы топлива. Продолжительность и дальность полета уменьшаются. Выводы: - Наивыгоднейшие режимы полета, влияющие на дальность и продолжительность полета, в первую очередь зависят от потребной скорости, которая выбирается в зависимости от задания на полет; - Максимальная продолжительность полета и минимальный часовой расход могут быть получены на экономической скорости для самолетов с ПД и на наивыгоднейшей скорости для самолетов с ТРД. - Максимальную дальность полета можно получить на наивыгоднейшей скорости полета для самолетов с ПД и на экономической скорости для самолетов с ТРД ; - Дальность и продолжительность полета определяют экономическую эффективность самолета. -Расходы топлива снижаются, а эффективность повышается при увеличении аэродинамического качества самолета, снижении удельного расхода топлива, а также за счет выбора оптимальных режимов полета, регулировки двигателей, бережного отношения к поверхностям летательного аппарата. Занятие №21
Дата добавления: 2014-08-04; просмотров: 938; Нарушение авторских прав Мы поможем в написании ваших работ! |