книги из ГПНТБ / Микеладзе, В. Г. Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и крылатых ракет

2.228. Геометрические характеристики профиля крыла (несущей поверхности)

Профилем несущей поверхности называется форма сечения крыла плоскостью, параллельной плоскости симметрии, или другой плоскостью (например, плоскостью, перпендикулярной передней кромке крыла). Выше было установлено, что одной из характеристик профиля явлется хорда Ь.

Помимо хорды характерным линейным размером профиля яв­ ляется максимальная толщина профиля, обозначаемая с (рис.

Рис. 2.226. Зависимость угла геометрической крут­ ки крыла фКр от размаха

2.228). Обычно используется относительная толщина профиля, обозначаемая с, представляющая отношение максимальной тол­ щины профиля к длине хорды Ь в данном сечении, т. е.

с= — 100%.

Ь

В зависимости от расположения выбранного сечения несущей поверхности или управляющей поверхности хорда в данной фор­ муле получает дополнительное наименование, указывающее, в каком сечении взята хорда.

Важной геометрической характеристикой профиля является также средняя линия, представляющая геометрическое место точек середин толщин профиля по длине хорды (см. рис. 2.228.1).

Максимальное расстояние / по перпендикуляру от хорды до средней линии профиля называется максимальной относитель­ ной вогнутостью профиля и равно

?=^-ioo%.

J ь

Верхний и нижний контуры профиля задаются при помощи таблиц координат. Форму профиля можно представить также с

60

Рис. 2.228.1. Геометрические характеристики профиля:

J —ординаты симметричной части профиля i/cnM; 2—ординаты средней ли­

нии профиля f

Рис. 2.228.2. Диаграмма у Стш=!(х) и г/сР.л = /(* ) для несим­ метричного профиля

61

использованием эпюрных чертежей средней линии и симметрич­ ной части, при этом средняя ли н и я задается относительными ко ­ ординатами , подсчитанными по форм уле

—i/'ll + Ун

Уср.л~ 2 ’

где ув и уп берутся из заданных таблиц координат профиля.

На рис. 2.228.2 показаны эти линии для одного из существую­ щих несимметричных профилей. На рис. 2.228.3 изображена сим­ метричная часть профиля yCmi = y = f(x)- На рис. 2.228.3 ось абсцисс является средней линией этого профиля.

62

2.240. Геометрические характеристики фюзеляжа (корпуса)

К числу основных геометрических характеристик фюзеляжа (корпуса) могут быть отнесены следующие.

1. Эквивалентный диаметр d%, определяемый из формулы

где Эы.ф — площадь миделевого сечения фюзеляжа (корпуса), определяемая согласно 2.172.

Рис. 2.240. Основные геометрические характеристики фюзеляжа

2. Длина фюзеляжа 1ф, определяемая как расстояние между касательными, проведенными к носовой и хвостовой частям фю­ зеляжа (корпуса), перпендикулярно к строительной горизонта­ ли фюзеляжа (рис. 2.240).

3.Высота hф и ширина d$ фюзеляжа, определяемые как мак­ симальные внешние разм'еры поперечного сечения фюзеляжа, перпендикулярного к строительной горизонтали согласно рис. 2.240, на котором показано одно из поперечных сечений фюзе­ ляжа, изображенного на этом рисунке.

За строительную горизонталь фюзеляжа принимается неко­ торая условная линия в плоскости симметрии фюзеляжа, относи­ тельно которой определяются координаты элементов самолета при его проектировании и изготовлении.

4.Удлинение фюзеляжа А.ф, определяемое как отношение дли­

ны фюзеляжа /ф к эквивалентному диаметру фюзеляжа d\, т. е.

63

Раздел 3

СИСТЕМЫ КООРДИНАТ И УГЛЫ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИЕ ПОЛОЖЕНИЕ САМОЛЕТА И ЕГО ЭЛЕМЕНТОВ

3.000. СИСТЕМЫ КООРДИНАТ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В РАСЧЕТАХ ПО АЭРОДИНАМИКЕ САМОЛЕТА (ГОСТ 1075—41)

В расчетах по аэродинамике самолета в СССР чаще всего используются следующие правые прямоугольные системы коор­ динат.

1.Земная (см. рис. 3.001).

2.Связанная (см. рис. 3.002).

3.Полусвязанная (см. рис. 3.003).

4. Скоростная (см. рис

3.004).

Начало координат (если нет оговорок) располагается в центре масс самолета.

П р и м е ч а н и е . Для изучения полета над плоской Землейвводится си­ стема координат, связанная с Землей. Начало координат О этой системы раз­ мещается на поверхности Земли. Оси Охе и Ozs располагаются в плоскости, нормальной к радиусу Земли в заданном пункте. Эта плоскость называется горизонтальной. Ось Oyg направлена по нормали вверх и образует вместе с осями Охе и Oze правую прямоугольную систему координат. Однако часто используется так называемая местная горизонтальная плоскость. В этом слу­ чае начало координат О располагают в центре масс летательного аппарата О, а оси Oxg и Ozg проводят параллельно осям Охе и Oz горизонтальной плос­

64

кости. Плоскость, проходящую через эти оси, называют местной горизонталь­ ной плоскостью. Местная горизонтальная плоскость во время полета остается параллельной горизонтальной плоскости.

Врекомендациях PICO нормаль в системе координат Oxgygz g направлена вниз (см. 3.023).

3.002. Связанная система координат Oxyy{Z\

Всвязанной системе координат (рис. 3.002) ось Олт направ­

лена вперед вдоль главной оси инерции или параллельно сред­ ней аэродинамической хорде (см. 2.025 и 2.030) и лежит в плос­ кости симметрии самолета. Ось Оу{ расположена в той же плоскости, перпендикулярно оси Oxt. Ось Oz{ направлена по правому крылу, перпендикулярно плоскости Ох^

Плоскость симметрии

V/

3.003. Полусвязанная система координат Oxyz

В полусвязанной системе координат (рис. 3.003) ось Ох на­ правлена вперед вдоль проекции вектора скорости на плоскость симметрии самолета или крылатой ракеты, ось Оу перпендику­ лярна оси Ох и лежит в той же плоскости. Ось Oz направлена по правому крылу, нормально плоскости Оху.

П р и м е ч а н и е . Согласно ГОСТ 1075—41 оси и реличины, относящиеся к полусвязанным осям, имеют индекс «2». Однако в практике все. величины, относящиеся к полусвязанным осям, теперь пишутся без индекса.

3.004. Скоростная система координат Oxvyvzv

В скоростной системе координат (рис. 3.004) ось Oxv направ­ лена по вектору скорости самолета, ось Oyv перпендикулярна оси Oxv и лежит в плоскости симметрии самолета. Ось Ozv

выбран индекс «V» как символ скорости V, хотя еще пользуются русской буквой «с», но согласно ГОСТ 1075—41 оси и другие величины, например уг­ лы в этой системе координат,, вообще не имеют никакого индекса.

Однако в практической деятельности конструкторских бюро и институтов

для характеристик величин, относящихся к скоростной системе координат, предпочитают пользоваться величинами с индексами «К» или «с».

3.005. Положение полусвязанной системы относительно связанной

Положение характеризуется углом а атаки (3.031).

3.006. Положение полусвязанной системы относительно скоростной

Положение характеризуется углом (3 скольжения (3.033).

3.007. Положение связанной системы координат относительно земной

Положение характеризуется углами •&, *ф, у (т. е. углом тан­ гажа углом рыскания ф и углом крена у ) .

66

3.008. Положение связанной системы координат относительно скоростной

Положение характеризуется углами а и р .

3.009. Положение скоростной системы координат относительно земной

Это положение характеризуется углами 0, тру- и уу (углом наклона траектории 0, углом пути чрv и углом скоростного кре­ на yv ).

системы координат самолета в земной системе координат

(рис. 3.010)

Положение скоростной системы координат Oxvyvzv самолета в земной системе Oxgygzg определяется при помощи трех углов: фу — угла пути или скоростного угла рыскания; 0 — угла накло­ на траектории пли скоростного угла тангажа; у у — скоростного угла крена.

Рис. 3.010. Положение скоростной си­ стемы координат в земной системе координат xsy ez s

3.011. Угол пути или скоростной угол рыскания фу

Углом фу называется угол между осью xg и проекцией векто­ ра V скорости на горизонтальную плоскость (см. рис. 3.010).

68

3.012. Угол наклона траектории к горизонту или скоростной угол тангажа 0

Углом 0 называется угол между вектором V скорости (на­ правленным по касательной к траектории полета в данный мо­ мент) и горизонтальной плоскостью (см. рис. 3.010).

3.013. Угол скоростного крена yv

Углом yv называется угол между осью yv и вертикальной плоскостью, проходящей через вектор скорости V (см. рис. 3.010).

3.014. Порядок поворота осей для определения положения скоростной системы координат в земной

Вначале производится поворот земной системы координат OxgijgZg вокруг оси yg на угол if>y до совпадения оси xg с проек­ цией скорости V на горизонтальную плоскость xgzg (см. рис. 3.010). Тогда ось zg займет

новое положение zg'. Затем во­ круг zg совершается поворот земной системы координат на угол 0 до совпадения проекции вектора скорости (на горизон­ тальную плоскость) со скорост­ ной осью xv летательного ап­ парата и, наконец, третий по­ ворот — вокруг оси Ху на угол Yv ДО совпадения оси ze со ско­ ростной ОСЬЮ Zy.

3.015. Углы, определяющие положение связанной системы координат самолета в земной системе координат (рис. 3.015)

Положение связанной систе­ мы координат OxiyiZi самолета в земной системе координат Oxgygzg определяется тремя

углами: углом рыскания т|), углом тангажа 0' и углом крена у

69