1.4.1.Оценка характеристик продольной статической устойчивости
В процессе выполнения курсовой работы определяются:
степень статической устойчивости по перегрузке
;нейтральная центровка (точка нейтральности по перегрузке)
и
оцениваются на соответствие требованиям.
Требования к
см. в п.1.3.
Расчетные формулы:
;
,
где 
- коэффициент тяги,
- относительная плотность самолета в
продольном движении.
Рис.1 Степень статической устойчивости по перегрузке.
Рис.2 нейтральная центровка.
Таблица3. Характеристика продольной статической устойчивости.
H, м |
M |
q, (н/ |
X(M) |
σn |
Xн |
500 |
0,2 |
2672,296 |
0,45 |
-0,131894 |
0,364977 |
0,3 |
6012,666 |
0,45 |
-0,134002 |
0,364029 |
|
0,4 |
10689,18 |
0,45 |
-0,13632 |
0,36212 |
|
0,5 |
16701,85 |
0,45 |
-0,139411 |
0,35922 |
|
0,6 |
24050,66 |
0,45 |
-0,145593 |
0,353112 |
|
4000 |
0,3 |
3883,233 |
0,45 |
-0,108654 |
0,389292 |
0,4 |
6903,525 |
0,45 |
-0,110281 |
0,38811 |
|
0,5 |
10786,76 |
0,45 |
-0,11245 |
0,386147 |
|
0,6 |
15532,93 |
0,45 |
-0,116789 |
0,381913 |
|
7000 |
0,3 |
2589,622 |
0,45 |
-0,091974 |
0,407026 |
0,4 |
4603,772 |
0,45 |
-0,093146 |
0,405854 |
|
0,5 |
7193,393 |
0,45 |
-0,094709 |
0,404291 |
|
0,6 |
10358,49 |
0,45 |
-0,097834 |
0,401166 |
Вывод:
Требования о соответствии характеристикам статической устойчивости, предъявляемым к данному самолету, выполняются во всем расчетном диапазоне высот и скоростей полета, самолет статически устойчив. Нейтральная центровка постоянна для всей расчетной области. Диапазон центровок меняется от 0,353 до 0,407.
1.4.2.Оценка характеристик продольной статической управляемости.
В процессе выполнения курсовой работы определяются:
балансировочные отклонения рычага управления в горизонтальном полете
;балансировочные усилия на рычаге управления в горизонтальном полете
;коэффициенты (градиенты) расхода рычага управления и усилий на единицу перегрузки в криволинейном полете в вертикальной плоскости
,
которые затем сравниваются с нормируемыми значениями.
Статические характеристики продольной управляемости для данного типа самолета имеют следующие нормируемые значения:
для самолета 3а класса:
мм/ед.пер.;
Н/ед.пер.;
Знак " -" означает отклонение РУС "на себя".
Исходное уравнение балансировки в прямолинейном горизонтальном полете имеет вид:
,
где
(см. п.1.3).
Отсюда балансировочное отклонение руля высоты:
,
где
- см. п. 1.2.2.
Далее определяют балансировочные отклонения рычага управления (РУС) и балансировочные усилия на нем по формулам:
,
,
где 
- коэффициент передачи штурвала, рад/мм;
- коэффициент жесткости штурвала (для
необратимых систем), Н/мм.
Коэффициенты расхода РУ и усилий на единицу перегрузки в криволинейном полете в вертикальной плоскости определяются по формулам:
где 
-
коэффициент
расхода РВ на ед. перегрузки,
Результаты
расчета статических характеристик
продольной управляемости сводят
в таблицу, а также строят графики
зависимостей характеристик
продольной статической управляемости
в рассматриваемом диапазоне высот и
чисел М. Анализируя балансировочные
кривые
,
=f(М),
оценивают достаточность диапазона
отклонения ручки для балансировки
самолета на расчетных высотах, а также
делают вывод об устойчивости самолета
по скорости (если
,
то самолет устойчив по скорости в данном
диапазоне чисел М).
На
графики
,
наносят
ограничения
(нормируемые
значения для самолета данного класса)
и делают выводы о соответствии градиентов
расхода ручки и усилий требованиям
задания.
Таблица 4. H=500м .
M |
q,
н/ |
Cyгп |
Xбал, мм/ед.пер. |
Pбал, Н/ед.пер. |
Xn, мм/ед.пер. |
Pn, Н/ед.пер. |
δв бал, рад |
δn, рад |
0,2 |
2672,296 |
1,163599 |
-59,8036 |
-119,607 |
-147,9 |
-295,99 |
-0,1017 |
-0,25159 |
0,3 |
6012,666 |
0,517155 |
-30,7184 |
-61,4369 |
-70,16 |
-140,33 |
-0,052 |
-0,11928 |
0,4 |
10689,18 |
0,2909 |
-21,7806 |
-43,5613 |
-44,86 |
-89,72 |
-0,037 |
-0,07626 |
0,5 |
16701,85 |
0,186176 |
-17,8654 |
-35,7308 |
-32,83 |
-65,67 |
-0,0304 |
-0,05582 |
0,6 |
24050,66 |
0,129289 |
-16,7531 |
-33,5062 |
-27,82 |
-55,64 |
-0,0285 |
-0,0473 |
H=4000м
M |
q, н/ |
Cyгп |
Xбал, мм/ед.пер. |
Pбал, Н/ед.пер. |
Xn, мм/ед.пер. |
Pn, Н/ед.пер. |
δв бал, рад |
δn, рад |
0,3 |
3883,233 |
0,800745 |
-44,7874 |
-89,5748 |
-88,09 |
-176,18 |
-0,0761 |
-0,14975 |
0,4 |
6903,525 |
0,450419 |
-30,6228 |
-61,2456 |
-56,19 |
-112,38 |
-0,0521 |
-0,09552 |
0,5 |
10786,76 |
0,288268 |
-24,1937 |
-48,3875 |
-41,01 |
-82,01 |
-0,0411 |
-0,06971 |
0,6 |
15532,93 |
0,200186 |
-21,8876 |
-43,7751 |
-34,55 |
-69,11 |
-0,0371 |
-0,05874 |
H=7000м
M |
q, н/ |
Cyгп |
Xбал, мм/ед.пер. |
Pбал, Н/ед.пер. |
Xn, мм/ед.пер. |
Pn, Н/ед.пер. |
δв бал, рад |
δn, рад |
0,3 |
2589,622 |
1,200747 |
-64,6316 |
-129,263 |
-111,81 |
-223,63 |
-0,11 |
-0,19008 |
0,4 |
4603,772 |
0,67542 |
-43,0946 |
-86,1891 |
-71,17 |
-142,34 |
-0,073 |
-0,12099 |
0,5 |
7193,393 |
0,432269 |
-33,1198 |
-66,2395 |
-51,79 |
-103,58 |
-0,056 |
-0,08804 |
0,6 |
10358,49 |
0,300187 |
-29,1297 |
-58,2594 |
-43,41 |
-86,81 |
-0,05 |
-0,07379 |
Вывод:
Эффективности рулей для балансировки самолета по тангажу не достаточно в расчетном диапазоне высот и скоростей полета. Для устранения неравномерности градиентов расходов и усилий на ручке необходимо установить АРУ.