Лобовое сопротивление самолета

Современный самолет представляет собой комбинацию фюзеляжа, крыла, оперения и рулевых поверхностей. Оказывается, сумма лобовых сопротивлений всех этих агрегатов самолета, взятых изолированно, не равна лобовому сопротивлению самолета в целом.

Лобовое сопротивление самолёта имеет следующие составляющие:

Х _сам = Х _кр + Х _{ненес.ч.} + Х _{интерф.}

Х _{ненес.ч.} — сопротивление ненесущих частей самолёта. Это сопротивление всех частей самолета кроме крыла

Х _{интерф.} — это сопротивление интерференции, возникающее из-за взаимодействия потоков, обтекающих разные части самолёта.

В системах крыло-фюзеляж, крыло-гондола, оперение-фюзеляж интерференция возникает из-за разных скоростей течения струек в потоках, обтекающих соседние части самолета, так как это приводит к завихрению и отрыву пограничного слоя.

Сопротивление ненесущих частей и сопротивление интерференции объединяют под общим названием «вредное сопротивление»:

Х _вр = Х _{ненес. ч.}+ Х _{интерф.}

Тогда лобовое сопротивление самолета можно представить в виде следующей суммы:

Х _сам = Х _кр + Х _вр

и соответственно

С_{х сам} = С_{х кр} + С_{x вр}

Рис. 2.36. График зависимости Сх_a (α)

Для построения графика С_хa (α) самолета кривую С_хa (α) крыла смещают вверх на величину С_х вр.

Поляра самолета,
аэродинамическое качество

Чтобы построить поляру самолёта, нужно поляру крыла сместить вправо на величину Сх вр.

Рассмотрим характерные точки поляры:

— это угол атаки, на котором происходит отвесное пикирование самолёта.

— угол атаки, на котором совершается взлёт и посадка современных самолётов.

Рис. 2.37. Перестроение поляры крыла в поляру самолета

Значения углов атаки α₀ и α_кр определяются по графику С_у (α), который для крыла и самолета один и тот же. Поэтому α_{0 сам}=α_{0 крыла}; α_{кр сам}=α_{кр крыла}

Наивыгоднейший угол атаки самолета на 2…3 больше наивыгоднейшего угла атаки крыла.

Из рис. 2.37. видно, что максимальное аэродинамическое качество самолета меньше максимального аэродинамического качества крыла, т.к .

K_{max cам} = tgθ_maxсам, _{Kmax крыла} = tgθ_{max крыла},

а θ_maxсам < θ_{max крыла}.

Вопросы для повторения

1. На каком законе основан аэростатический принцип создания подъемной силы.

2. Какое преимущество обеспечивает аэростатический принцип создания подъемной силы.

3. Какой принцип создания подъемной силы называется аэродинамическим? В каких летательных аппаратах он используется?

4. Какие недостатки имеют летательные аппараты, основанные на аэродинамическом принципе создания подъемной силы?

5. Чем объясняется широкое распространение летательных аппаратов использующих аэродинамический принцип создания подъемной силы?

6. В каких летательных аппаратах используется реактивный принцип создания подъемной силы? Каковы физическая сущность этого принципа и его преимущества?

7. Какое назначение имеют основные части самолета: крыло, фюзеляж, элероны, стабилизатор, киль, рули высоты, руль поворота, шасси, силовая установка?

8. Какова физическая сущность аэродинамической силы?

9. Как называются составляющие аэродинамической силы в скоростной системе координат?

10. Какие параметры определяют форму профиля крыла?

11. На каких самолетах применяется крыло оживальной формы?

12. Каким образом и с какой целью создается аэродинамическая и геометрическая крутка крыла?

13. Что называют углом атаки крыла? Как изменяется спектр обтекания профиля при увеличении угла атаки?

14. На каких самолетах и с какой целью крыло имеет угол обратного поперечного “V”?

15. Как создается подъемная сила крыла?

16. Причина и последствия явления скоса потока.

17. Какие причины вызывают появление силы лобового сопротивления крыла?

18. Какая величина определяет аэродинамическое совершенство крыла?

19. Какова зависимость коэффициента подъемной силы от угла атака? Изобразить графикC_Ya(α). Показать характерные точки этого графика.

20. Какую зависимость показывает поляра крыла? Какие характерные углы атаки можно определить по поляре?

21. Чем поляра самолета отличается от поляры крыла?

22. Как можно уменьшить лобовое сопротивление самолета?

23. Что называется интерференцией частей самолета? Объясните ее причину и явление на сопротивление самолета.

24. Как следует изменить параметры профиля крыла и радиус закругления носка r, чтобы уменьшилось профильное сопротивление?

25. Какими средствами можно уменьшить сопротивления трения?

26. На каком угле атаки совершается отвесное пикирование?

27. Чему равно аэродинамическое качество самолета пи отвесном пикировании?

28. Назначение и принцип действия интерцептора.

29. Какое основное значение имеет механизация передних кромок крыла? Назвать самолеты, на которых применена механизация передних кромок?

30. Какое основное назначение имеет механизация задних кромок крыла?

31. За счет чего увеличивается несущая способность крыла при отклонении выдвижных закрылков?

32. В полете возникло обледенение крыла. Как это отразится на поляре самолета?