Контрольные вопросы

1.Объясните принцип создания подъемной силы на выпукло­ плоском профиле крыла (профиле Жуковского).

2.С какой целью на самолете устанавливается хвостовое опе­

рение?

3.Что называют полярой крыла и в чем ее практическая зна­ чимость?

4.Что происходит при а > а к1) ?

5.Чем отличается угол тангажа от угла атаки?

6.Для чего предназначены основные составные части само­

лета?

7.Назовите преимущества и недостатки вертолетов различных

схем.

8.Каким образом реализуются вертикальный и укороченный взлет и посадка СВВП и СКВП?

9.Каковы основные конструктивные особенности сверхзвуко­ вых самолетов?

10.Назовите преимущества и недостатки ЛА с ракетными дви­ гателями.

11.От чего, в соответствии с уравнением Циолковского, зави­ сит скорость разгона ракеты?

12.Каково назначение составных частей ракеты?

13.Почему космические ракетоносители делают многоступен­ чатыми?

14.Назовите преимущества и недостатки многоразовых кос­ мических систем.

15.Перечислите возможные концепции многоразовых косми­ ческих систем.

16.При каких условиях ИСЗ будет постоянно находиться над одной и той же точкой поверхности Земли (геоцентрическая орбита)?

17.При каких условиях реализуется баллистическая траекто­ рия полета КЛА?

Задачи

1.Определить величину подъемной силы крыла, если полная аэродинамическая сила - 12 000 кгс, а аэродинамическое качество крыла - 22.

2.Какой скоростью должен обладать КЛА, для того чтобы ос­ таваться на круговой орбите высотой Н= 430 км?

3.Какими должны быть скорость ИСЗ и высота его круговой геоцентрической орбиты, если угловая скорость вращения Земли

w3 =7,292 105 с-1?

3.ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ УСТАНОВКИ ЛА

3.1.Поршневые двигатели внутреннего сгорания как силовые установки ЛА

Практически на всех ЛА с 1903 года до окончания Второй ми­ ровой войны применялись винтовые силовые установки (СУ) на основе поршневых двигателей внутреннего сгорания (ДВС).

Принцип работы винтовой СУ заключается в том, что воздуш­ ный винт (ВВ) отбрасывает массу воздуха назад со скоростью, большей скорости полета V ЛА, сообщая этой массе ускорение. Возникающая в соответствии со вторым законом Ньютона сила реакции /?пд (тяга) воспринимается лопастями ВВ и через вал ДВС и узлы его крепления передается ЛА, разгоняя его. Следовательно, ВВ сообщает ЛА полезную мощность 7?пд V.

Эффективная мощность Ne, передаваемая воздушному винту от поршневого ДВС, должна быть больше полезной мощности RV на величину механических и гидравлических потерь в винтомо­ торной группе (ВМГ), учитываемых с помощью КПД ВМГ т|„, сле­ довательно:

Кризис поршневых СУ ЛА. Послевоенное бурное развитие авиации требовало увеличения скоростей полета. Применяемые в то время винтовые силовые установки (СУ) на основе поршне­ вых двигателей (ПД), при скоростях, превышающих 700-750 км/ч, теряли свою эффективность. Это объясняется тем, что с увеличе­ нием скорости полета V относительная скорость воздушного пото­ ка на периферии лопастей ВВ возрастает до сверхзвуковых скоро­ стей, при этом резко падает КПД ВВ (4''1'Т|В). Вследствие этого тяга ВВ ПД /?пд быстро снижается (рис. 3.1).

Рис. 3.1. Зависимость тяги двигателя от скорости полета ЛА

Одновременно с увеличением скорости полета растет сила аэ­ родинамического сопротивления набегающего потока воздуха

м, на преодоление которой затрачивается тяга двигателя.

Минимальная потребная тяга Rmтр для полета ЛА со скоро­ стью V должна равняться силе аэродинамического сопротивления X при данной скорости полета:

где сх- коэффициент аэродинамического сопротивления;

FM- максимальная площадь поперечного сечения ЛА (сечение миделя);

р- плотность воздуха.

Увоздушно-реактивного двигателя (ВРД) тяга /?врд с ростом

скорости полета падает менее значительно (см. рис. 3.1), чем у поршневой СУ. У ракетного двигателя тяга 7?РД практически не зависит от скорости полета.

При одной и той же аэродинамической схеме ЛА (зависимость ^noip(P)) максимальная возможная скорость полета ЛА с ВРД бу­ дет выше, чем ЛА с поршневой СУ (см. рис. 3.1).