Журнал Моделист-конструктор №6 - Столяров Ю.С.
Скачать (прямая ссылка):
ЗАЙМЕМСЯ РАСЧЕТАМИ
Попробуем рассчитать модель самолета, подобрав такие размеры воздушного винта и резиномотора, чтобы был обеспечен полет на моторе под углом около 20° к горизонту.
Возьмем для этого простейшую схематическую модель самолета с резино-мотором. Размах ее крыла — 600 мм.
Важнейшим параметром летающей модели является наибольшее аэродинамическое качество, то есть отношение подъемной силы крыла к силе лобового сопротивления. Тяга воздушного винта, требующаяся для осуществления горизонтального полета модели, равна ее весу, поделенному на наибольшее аэродинамическое качество. Последнее меняется в зависимости от угла атаки крыла, на котором сбалансирована модель в соответствии с так называемой полярой '. Эту кривую строят по результатам продувок в аэродинамической трубе. Построим поляру модели. На рисунке 4 показаны по-
¦Поляра — кривая зависимости силы лобового сопротивления модели от подъемной силы крыла.
Рис. 2. Равновесие сил, действующих на модель самолета в горизонтальном полете.
у подъёмная снял
t, -СОСТ'вЛЯЮЩАЛ
веса
СИПА ЛОБОВОГО СОПРОІИВЯСНИЯ
Рис. 3. Тяга винта при
подъеме модели.
ляры для пяти значений удлинения крыла (4—8)', построенные по результатам этих экспериментов. С увеличением удлинения уменьшается так называемое «индуктивное» сопротивление крыле, то есть та часть его лобового сопротивления, которая вызвана («индуцирована») подъемной силой. У нашей модели удлинение крыла:
, COO
I =-= 4.
150
Наложим кальку на график (см. рис. 4) и перенесем оси этого графика и поляру крыла, около которой помечено удлинение А = 4. Мы получили, таким образом, поляру нашего крыла.
Добавим теперь ко всем точкам поляры дополнительное вредное сопротивление остальных частей модели. Для этого составим таблицу этих деталей.
ДЕТАЛИ МОДЕЛИ, ДАЮЩИЕ ВРЕДНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ
Деталь
Горизонтальное оперение Киль
Стойка фюзеляжа Стойка шасси Колеса Расчалка
Фюзеляж с резииомотором
Характерная площадь Геометрическая
Миделевая
Размер детали (в см) *
3X1
0,62X1.2
7,5X0,2.1
81X0.15x2 шт.
1,2X0,2X2 шт.
7.5X0,05X2 шт.
0,8x2
Величина площади (в (м2) **
3*
0,75 1,88 6.30 0,48 0,75 1.6
* Размеры первых двух деталей указаны в дм. ** Размеры первых двух деталей указаны r дм-.
О 0,01
ODb
?001
Рис. 4. Поляры крыла при различных удлинениях. Рис. 5. Определение вредного сопротивления модели, ь^.
Є. График определения скорости полета модели.
ГпдГРУЗка пд КРЫЛО Ii Ii IO 7дн"
12109 8 ^
в которой пометим их миделевые, или характерные, площади. Затем, пользуясь графиком (рис. 5), определим величину дополнительного вредного сопротивления модели. Для этого на вертикальных осях, около которых помечены детали, найдем характерную площадь каждой детали и циркулем-измерителем снесем на ось полученные отрезки. Далее, прикладывая отрезки один к другому, получим суммарную величину, определяющую общее вредное сопротивление всех деталей модели, кроме крыла. Из полученной точки конца суммы отрезков (на рисунке точка «В») проводим прямую слева направо до пересечения с гой из наклонных прямых, около которой помечена площадь крыла нашей модели 6X1,5 = 9 дм2.
Восстанавливаем к полученной точке перпендикуляр вверх до пересечения с правой горизонтальной осью графика; на ней мы получим отрезок, отсчитанный от 0. Его длина и характеризует величину, добавляющуюся к лобовому сопротивлению крыла за счет вредного сопротивления деталей модели. На величину этого отрезка (на рисунке 5 для нашего примера этот отрезок обозначен «Cx вр...») следует сместить слева направо все точки поляры крыла.
1 Удлинением крыла называете*! отношение размаха крыла к его ширине.
2 «Моделист-конструктор» № 6
9
Теперь нам остается определить, какое у модели будет наибольшее азро-динамическое качество. Для этого из начала координат поляры проведем касательную и в точке касания найдем значение коэффициента подъемной силы Cy и коэффициента лобового сопротивления Cx модели, которые в дадут нам величины этих сил.
Масштабы для Cy и для Cx помечены на рисунке б.
Для нашей модели мы получим наибольшее аэродинамическое качество в моторном полете:
0,8
In111 .,V — -— 810.
тах 0,097
Чтобы определить скорость полета модели, которая будет при наибольшем аэродинамическом качестве, необходимо знать, какова нагрузка на крыло. Для этого следует ее полетный вес (для нашей модели — 40 г) разделить на площадь крыла в квадратных дециметрах. У нашей модели нагрузка на крыло составляет:
40
P = —=4,5 г/дмЗ.
Скорость полета модели определяют наложением кальки с полярой на график (рис. 6) так, чтобы вертикальные оси на рисунке и на кальке совпали. Далее из точки касания касательной к поляре (режим наибольшего аэродинамического качества) следует провести прямую — справа налево до Той из кривых в левой части графика, где помечена нагрузка на крыло нашей модели. Из полученной точки пересечения опускаем перпендикуляр вниз, где и находим скорость полета модели. Для нашей модели скорость полета составляет примерно 3 м/сек.
ПОРТОВЫЙ ТРУДЯГА
