Сили и моменти кои дејствуваат на авионот. Синтеза на регулатори за контролирање на надолжниот контролен канал на мал авион

Следниве сили дејствуваат на авион за време на полетувањето:

1) потисна сила на погонскиот систем Р; на почетокот на полетувањето, неговата вредност е максимална, а потоа, како што се зголемува брзината, постепено се намалува; за авиони со клипни мотори, намалувањето на потисок за полетување е позначајно отколку за авиони со турбомлазни мотори;

2) сила на тежина на авионот Q ; непроменета по големина, насочена надолу;

3) сила на кревање Y; на почетокот на полетувањето е еднакво на нула, а на крајот од полетувањето, за време на полетувањето, ја достигнува вредноста на тежината на авионот;

4) сила на влечење Q ; се зголемува со полетувањето од нула до одредена вредност (во зависност од аголот на напад, брзината, висината на летот);

5) нормална сила на реакција на земјата Н; на почетокот на полетувањето, тоа е еднакво на тежината на авионот, а како што се зголемува брзината и се зголемува подигнувањето, се намалува на нула при подигнување;

6) сила на триење на пневматика на земја F;зависи од коефициентот на триење на тркалата на земјата и од силата Н.

F=N ×ѓ

Ориз. 1. Сили кои дејствуваат на воздухопловот за време на полетувањето.

Вкупната аеродинамична сила

P-X a -(F 1 + F 2) - забрзувачка сила што му кажува на авионот да забрза во бегство

m е масата на авионот

g - забрзување на слободен пад

Y a - сила на кревање

F 1 + F 2 - сила на триење на предните и задните потпори на авионот, соодветно. F 1 се зема како 10% од F 2

јас X= забрзување на движењето.

(2.2)

Од равенката произлегува дека неурамнотежена сила дејствува во насока на движење, еднаква на разликата на силите

Р - (Q+F) (2.3)

и предизвикува забрзување. Зголемувањето на брзината на полетување ќе биде побрзо, толку е поголема големината на оваа неурамнотежена сила.

Силата на триење на тркалата на земјата е

F=f × N=f(G-Y) (2.4)

Од формулата може да се види дека силата на триење на крајот од трката исчезнува, бидејќи при одвојувањето G=U.

Во реални услови, просечното забрзување силно зависи од вредноста на коефициентот на триење, кој варира во зависност од состојбата на пистата.

Табела 1 ги прикажува вредностите на коефициентот на триење за различни писти.

Табела 1. Коефициенти на триење за различни писти.

3. Полетување

Должината на полетувањето е растојанието што го поминал авионот од почетокот до точката на одвојување од земјата. Должината на полетувањето е една од главните карактеристики на авионот, што ја одредува потребната големина на пистата.

Сметајќи го полетувањето на авион како рамномерно забрзано движење со забрзување може да се забележи дека должината на полетувањето главно зависи од брзината на полетување и големината на просечното забрзување при полетувањето.

Дозволете ни да го дознаеме влијанието на различни оперативни и дизајнерски фактори врз должината на полетувањето на авионот.

1) Влијанието на големината на потисната сила на електраната. Со зголемување на влечната сила P, силата на забрзување се зголемува P-(Q+F),како резултат на тоа, забрзувањето се зголемува и авионот забрзува побрзо (на пократко растојание), еднаква на брзинатаразделување. Ова се должи на употребата на еден или друг начин на работа на моторот. Како по правило, полетувањето се врши во режим на полетување, т.е. режим на максимална потисна сила (моќ). Зголемувањето на потисната сила за 25% (поради префрлување во режим на полетување или после горење) го намалува течењето на полетувањето од тврдото тло за 20 - 25%. За да се намали должината на полетувањето на некои типови авиони за време на полетувањето, се користат акцелератори за стартување, кои се мотори од типот LRE или ракети од прав. Тие краткорочни (во рок од 10 - 15 секунди) создаваат дополнителен значаен потисок и со тоа ја намалуваат должината и времето на трчањето. Брзината на полетување на авионите со турбомлазни мотори не зависи од режимот на работа на млазните мотори, а за авионите со клипни мотори (и турбопропуси) може да се намали поради зголемената ефикасност на дување на површините на лежиштето со млаз од пропелери , како резултат на што се зголемува C UMAX.

2) Ефектот на тежината на полетувањето врз полетувањето е двоен. Со негово зголемување се зголемува брзината на подигнување (потребно е поголемо подигање) и се намалува забрзувањето (авионот станува поинертен, а отпорот малку се зголемува). И двете ја зголемуваат должината на трчањето.

3) Влијанието на состојбата на површината на аеродромот е поврзано со присуството на силата на триење на тркалата на површината на пистата. Со лабава, мека почва, силата на триење се зголемува, а силата на забрзување [R - (П + Р)]се намалува, што резултира со намалување на забрзувањето, а должината на полетувањето се зголемува. Силата на триење изразена со коефициентот на триење ѓ, зависи од оптоварувањето на тркалата и состојбата на површината на аеродромот.

Колку е помал коефициентот на триење, толку е помала силата на триење Ф, а силата на забрзување се зголемува, што го скратува времето на полетување. Затоа, употребата на асфалтирани писти е еден од начините за намалување на патеката за полетување.

4) Влијание на механизацијата на крилата. Пред полетувањето, повеќето модерни авиони ги продолжуваат клапите (или клапите) до положбата за полетување за да го зголемат максималниот коефициент на подигање на авионот.

Во овој случај, силата на подигање неопходна за одвојување се јавува со помала брзина. За да се постигне помала брзина, потребно е и пократко полетување.

5) Влијание на насоката и брзината на ветерот. Брзината со која се создава потребното подигање е брзината на леталото во однос на воздушната маса. При спротивен ветер, брзината на подигање е збир на брзината на авионот на земјата и брзината на ветерот. w.

Затоа, поволно е да трчате против ветрот, бидејќи во овој случај брзината на воздухот во однос на авионот ќе биде поголема од брзината на авионот во однос на земјата. И паузата ќе се случи порано.

При полетување со ветрот се зголемува рокот за полетување поради фактот што воздушна брзинаавионот во овој случај е еднаков на разликата помеѓу брзината на земјата и брзината на ветерот. Затоа, за да се намали должината на полетувањето на авионот, стартот се прекинува на тој начин што полетувањето е направено спротивно на ветрот.

6) Влијание на воздушниот притисок и температурата. Брзината на одвојување и силата на потисок на погонскиот систем зависат од притисокот и температурата на атмосферскиот воздух. Со намалување на притисокот, брзината на полетување се зголемува, а силата на потисок се намалува, што доведува до зголемување на движењето на полетувањето. Со зголемување на температурата на надворешниот воздух, брзината на полетување се зголемува, бидејќи брзината на полетување се зголемува и силата на потисок се намалува. Ова се должи на намалувањето на густината на масата p со зголемување на температурата. За авиони со турбомлазни мотори, приближно може да се смета дека со температурно отстапување од 1 °, времето на полетување се менува за 1%.

7) Влијанието на ветерот врз полетувањето на авион. Полетувањето на авионот обично се изведува спротивно на ветрот, бидејќи спротивниот ветер го скратува растојанието за полетување и полетување и го олеснува контролирањето на авионот.

Брзината на полетување на авионот Јак-55 е Votr = 100 km/h, а авионот Yak-52 = 120 km/h. Ова значи дека крилата на авионот ќе бидат разнесени од идниот проток со соодветните брзини, при овие брзини силата на подигање ќе ја балансира тежината на авионот, која моментално се крева од земјата.

Размислете за полетување на авион со спротивен ветер U=36 km/h. Тоа значи дека кога авионот е на стартот, тој веќе е разнесен од надојдениот проток на воздух со брзина од 36 km/h. Бидејќи за авионот да полета од земја, потребна е брзина Votr = 100 km/h (Yak-55) и Votr = 120 km/h (Yak-52), тогаш, следствено, нема доволно брзина за Авион Yak-55, еднаков на разликата (100 -36=64 km/h), за Yak-52-(120-36=84 km/h). Така, при полетување против ветрот, авионот ќе полета веќе во моментот кога неговата брзина во однос на земјата ќе биде 64 km/h за авионот Yak-55 и 84 km/h за Yak 52.

При полетување со заден ветер, сликата ќе биде обратна. Кога авионот ќе достигне брзина од 36 km/h во однос на земјата, тогаш во однос на протокот на воздух, неговата брзина ќе биде еднаква на нула (V=0). И бидејќи за полетување е потребна брзина Votr = 100 km/h (Yak-52) и Votr = 120 km/h (Yak-55), авионот мора да ја зголеми брзината и затоа неговата брзина во однос на земјата ќе биде еднаква на (100+36= 136 km/h) за Yak-55 и (120+36=156 km/h) за Yak-52.

Формулата за должина на трчање на полетување, земајќи го предвид задниот или спротивниот ветер, ќе изгледа вака

(3.1)

каде знакот минус покажува дека полетувањето е спротивно на ветрот.

Како што може да се види од проблемот, должината на трчањето наспроти ветерот е помала од надолу. Должината на другите фази на растојанието за полетување при полетување против ветер исто така ја намалува брзината на копното на авионот, а во втората се зголемува.

При полетување спротивно на ветрот, леталото е подобро контролирано отколку кога нема ветер, бидејќи на самиот почеток на бегството го разнесува идниот проток на воздух.

При полетување со ветер, напротив, на почетокот на полетувањето, авионот не ги почитува кормилата, бидејќи претстојниот проток почнува да дува само некое време по почетокот на полетувањето (кога брзината на авионот на земјата станува еднаква или поголема од брзината на ветерот). Покрај тоа, опашкиот ветер го ослабува ефектот на дување на кормилата со млаз од пропелердодека брзината на авионот не се зголеми доволно. Оваа околност, а главно зголемувањето на должината на полетувањето, доведува до несоодветност за полетување на ветрот, а понекогаш и опасно. Затоа, полетувањето мора да се изврши спротивно на ветерот, особено ако ветерот е силен.

СИСТЕМ НА СИЛИ И РАВЕНКИ НА ДВИЖЕЊЕ ВО ПРОЦЕСОТ НА СЛЕДУВАЊЕ НА АВИОН. ПЛАНИРАЊЕ НА АВИОНИ

Праволиниското и рамномерно движење на авион по наклонета надолна траекторија се нарекува закажување или постојан пад.

Се нарекува аголот формиран од патеката за планирање и линијата на хоризонтот агол на планирањекв.

Намалувањето може да се направи и во присуство на влечење, и во негово отсуство.

Лизгањето е посебен случај на спуштање на авион, во кој авионот се спушта со исклучен мотор или моторот работи со мала брзина, со потисок практично еднаков на нула. Планирањето на авионите се врши со цел да се намали висината на летот и да лета до местото на слетување.

За едрилиците, едрилирањето е примарен начин на летот. Лизгањето со агли pl кои надминуваат 30 ° се нарекува нуркање.

За време на лизгањето, на леталото дејствуваат тежинската сила на авионот G и вкупната аеродинамичка сила R. Бидејќи леталото се движи по навалена траекторија надолу, силите дејствуваат на следново сл. 9.

1. Тежинската сила G е насочена вертикално надолу и се распаѓа на две компоненти: во насока нормална на траекторијата на движење - , а во правец на авионот - .

2. Вкупната аеродинамичка сила R се разложува на:

Силата на подигање Y, која ја балансира силата G 1, која обезбедува исправност на движењето;

Силата на влечење, балансирање на силата G 2, која обезбедува постојаност на брзината долж траекторијата.

Со оглед на тоа што едрилирањето се смета за рамномерно стабилно движење на авионот, линиите на дејство на сите сили што дејствуваат на авионот се сечат во неговиот центар на гравитација.

Бидејќи при планирањето на авионот се движи во права линија и рамномерно, сите сили мора да бидат меѓусебно избалансирани, а авионот во овој случај ќе се движи по инерција.

За да може движењето на леталото да биде праволиниско, неопходен е баланс на сили што дејствуваат нормално на траекторијата на движење.

Услов за правичност на движењето е еднаквоста на силите Y и G 1

(14)

Ориз. 9. Дијаграм на силите што делуваат на воздухопловот при лизгање

За да може авионот да се движи рамномерно, силите што дејствуваат по должината на траекторијата мора да бидат меѓусебно избалансирани. Услов за рамномерност на движењето е еднаквоста на силите G 2 и Q

(15)

Следствено, во отсуство на потисок, равенките на движење на центарот на гравитација на авионот за време на планирањето ќе имаат форма

(16)

Овие две равенки се тесно поврзани и ако едната е повредена, другата исто така е повредена.

Резултатот од силите Y и Q, т.е., вкупната аеродинамичка сила R, секогаш е насочена нагоре за време на лизгањето и е еднаква на тежината на летот на авионот.

Од равенките на движење за време на планирањето, може да се извлечат следните заклучоци:

1. Силата на кревање при лизгање е помала отколку при летање на ниво под ист агол на напад, бидејќи балансира само дел од тежинската сила G 1 . Со зголемување на аголот на планирање, компонентата на тежинската сила G 1 се намалува, затоа, силата на кревање Y исто така мора да се намали.

2. Компонентата на тежинската сила G 2 ја игра улогата на потисок при планирањето. Ако аголот на планирање се зголеми, тогаш се зголемува и силата G 2, што предизвикува зголемување на брзината на движење долж траекторијата, а тоа пак ќе предизвика зголемување на силата на влечење Q, што ќе го избалансира G 2 и движењето повторно ќе стане униформа.

Авионот се движи во воздухот под влијание на аеродинамички сили, потисок на моторот и гравитацијата. Движењето на авионот на Земјата се случува под дејство на овие сили, како и силите на реакција на Земјата и силите на триење.

Потисок на моторот P обично лежи во рамнината на симетрија XOY на авионот и сочинува некој познат агол φα со позитивната насока на оската OX.

Користејќи ја матрицата на косинусите на насоката помеѓу оските на координатните системи на спрега и траекторија, ги добиваме проекциите на потисок на моторот на оските на системот за траекторија во следната форма:

Рхя - р cos (a - f fr) cos р;

Ru k \u003d P)