Постановка экспериментов для решения частных плохо-формализуемых задач

Определение момента рысканья для модели летательного аппарата

При анализе боковой устойчивости момент рысканья М_у и момент крена М_х рассматриваются вместе. Это объясняется тем, что поворот ЛА относительно оси Y на угол скольжения Р вызывает возмущения, которые воздействуют на момент рысканья М_у и на момент крена М_х. однако в аэродинамических лабораториях часто ведут исследования по определению зависимостей коэффициентов т_у и т_х от угла скольжения раздельно. Применяя график зависимости т_у =ДР), при различных углах атаки можно определить знак и величину производной статической устойчивости 8 т_у / 3 р = т_у р. По характеру производной 8 т_у / 8 Р можно судить о статической путевой устойчивости самолета.

Если величина т_у р < 0, то ЛА обладает статической устойчивостью пути, если величина т_у Р > 0, то ЛА не обладает этой устойчивостью, и если величина т_ур = 0, то ЛА нейтрален в путевом отношении, рисунок 3.19.

Эксперимент проводится в два этапа. На первом этапе испытывается модель ЛА с вертикальным оперением, на втором модель ЛА без вертикального оперения. В результате получаются графические зависимости и появляется возможность провести оценку роли вертикального оперения для обеспечения устойчивости ЛА.

Рисунок 3.19 — Схема установки модели ЛА в аэродинамической трубе

Определение коэффициента лобового сопротивления парашюта

Парашют применяется как средство спасения, так и как средство торможения ЛА, для сокращения длины пробега по ВПП. Из условий равновесия сила лобового сопротивления парашюта Х_{а пар}. должна быть равна весу груза или парашютиста, вычисляют по формуле

пар. = Gnap + ^гр (³-1)

где 6_пар - вес парашюта, кг;

6_пр - вес груза, кг.

Сила лобового сопротивления парашюта в прямой зависимости, от формы, материала и размеров парашюта, а также скорости снижения V_CH и плотности воздуха на высоте снижения парашюта Х_апар, вычисляют по формуле

__г • иск (3.2)

а пар. ^ъха пар ^апар

где С_{ха пар} - коэффициент лобового сопротивления парашюта;

Snap - площадь проекции опорной поверхности купола парашюта.

При исследовании парашютов в аэродинамических трубах за скорость снижения Vch следует принимать скорость воздушного потока в трубе V.

Когда парашют используется в качестве тормоза при пробеге ЛА на ВПП, коэффициент С_{ха па}р необходимо привести к площади крыла ЛА, так как все аэродинамические характеристики приведены к этой площади. Тогда величину АС_ха пар , вычисляют по формуле

У _ Огапар^пар (3.3)

л а пар.

?^кр.сам

где S_{Kp сам} - площадь крыла ЛА, м².

Исходя из формулы 3.3 видно, что необходимо минимизировать величину С_хапар, при этом увеличение коэффициента может привести к следующим положениям:

• - при сохранении величины проекции опорной поверхности купола S_nap и скорости снижения V_CH происходит повышение силы сопротивления Х_апар парашюта и тем самым увеличение его грузоподъемности;
• -при неизменных Х_апар и V_cll создается возможность значительно сократить поверхность купола и тем самым S_nap. изменение поверхности купола, приведет к снижению массы самого парашюта, а так же к созданию лучших условий пользования парашютом;
• - при неизменных значениях Х_{а пар} и 5_пар уменьшается скорость снижения Ven.

Установка для определения силы лобового сопротивления парашюта на аэродинамических весах представлена на рисунке 3.20.

Парашют 1, с помощью вертлюга 2, присоединяется к подвеске весов. В зависимости от конструкции и назначения парашюта, применение вертлюга не обязательно. Сила лобового сопротивления парашюта измеряется весовым элементом 4, который с подвеской весов связан через качалку 5 и верхнее строение передней подвески 6. Скоростной напор потока q, определяется посредством приемника воздушного давления 7 и микроманометра 8.

В случае, когда применяются тензоэлектрические весы, рисунок 3.21. парашют 1 прикрепляется к тензоэлектрическим весам 9 через вертлюг 2. Регистрация силы сопротивления парашюта, осуществляется с помощь упругого элемента 9, а также усилителя 10 и регистратора 11. Тензоэлектрические весы укрепляются к стойке 12. Электрические провода 13, так же закрепляются.

• 1 - парашют; 2 - приемник воздушного давления; 3 - регистратор показаний;
• 4 - верхнее строение подвески весов; 5 - качалка компонента весов;
• 6 - электрические провода.

Рисунок 3.20 — Схема установки парашюта с использованием механических

весов

8

• 1 - микроманометр; 2 - приемник воздушного давления; 3 - парашют;
• 4 - весовой элемент; 5 - качалка компонента весов; 6 - электрические провода;
• 7 - усилитель; 8 - регистратор показаний.

Рисунок 3.21 — Схема установки парашюта с использованием

тензоэлектрических весов

Зная скоростной напор потока и площадь проекции опорной поверхности парашюта, можно подсчитать коэффициент силы лобового сопротивления С_{ха пар} , вычисляют формуле

(3.4)

{-•ха пар-^а пар./^пар ’ Q

Далее строится графическая зависимость, рисунок 3.22

Рисунок 3.22 — Зависимость коэффициента силы лобового сопротивления парашюта от скорости воздушного потока