Cialkoskrypt"1

440 6. Zadania różne

nia skrzydeł tego samolotu A_sk =30m², a maksymalne pole przekroju poprzecznego kadłuba A_k = 4m². Gęstość powietrza na wysokości lotu p_p = 1,2 kg/m³.

Rys. 6.9

Określić kąt natarcia a skrzydła samolotu dla uzyskania koniecznej wartości siły nośnej F_z (prostopadłej do kierunku lotu) oraz wartość siły oporu czołowego F_x (równoległej do kierunku lotu), jeśli współczynniki siły nośnej c_z i siły oporu czołowego c_x określone są wzorami:

c_z =1 + 0,1- a[°],    c_x =(2,33 + 0,133-a[°])-10~²

lub w postaci:

c_z =75-(c_x-0,01), c_x =0,01+ 0,0133-c_z.

Powyższe wzory są słuszne dla pewnego profilu skrzydła w zakresie kątów a = ((-10) + (+24)) [°J. Współczynnik siły oporu czołowego kadłuba samolotu c_xk = 0,1. Obliczyć również moc silnika, jeśli współczynnik jego sprawności n_Sii = 0.8 ■

Dane:

1)    prędkość lotu v = 300 km/h = 83,3 m/s,

2)    całkowita masa (razem z paliwem) m = 40 t = 40-10³ kg,

3)    powierzchnia skrzydeł samolotu A_sk = 30 m²,

4)    pole przekroju poprzecznego kadłuba A_k = 4 m²,

5)    gęstość powietrza p_p = 1,2 kg/m³,

6)    współczynniki sił podane wzorami w treści zadania,

7)    sprawność silnika n_sit = 0,8.

Obliczyć: kąt natarcia a skrzydła samolotu i moc silnika samolotu.

Rozwiązanie

1.    Potrzebna siła nośna F_z musi równoważyć siłę ciężkości samolotu G:

F_z = G = m-g = 40-10³ *9,81 = 39,24-10⁴ N (ciężar samolotu G = 40-10³ kG = 40 t).

2.    Współczynnik

_{c B}_5_₌ , ³⁹>²⁵'^1Q4-.3 14

^z fp-v²-A_sk 4-1,2-83,3²-30

a dla tej wartości ze wzorów powyżej otrzymuje się a - 21,4° oraz c_x =0,0518.

3.    Siłę oporu czołowego samolotu określa wzór:

F* =(^cs'^Ask^+cu'A_t)|_P-v²,

w którym ciśnienie dynamiczne strumienia powietrza wynosi:

i.p._v² = - -1,2-83,3² = 4163 N/m²,

2    2

czyli

F_x = (c_x -A_sk + c_{x k} - A_k)*i-p-v² = (0,0518-30 + 0,1-4).4163= 8135 N.

4.    Moc silnika określa wzór:

_N =    = ^8135-83,3 s 847057 W = 847 kW .

sil    °-⁸

Komentarz i wnioski

Wzory podane w treści zadania, dotyczące związków pomiędzy współczynnikami sił (c_x,C_z) a kątem natarcia a, nazywane są charakterystykami profilów lotniczych.

ZADANIE 6.7

Jaka jest odległość obserwatorów zawodów strzeleckich od stanowiska ogniowego, jeśli od spostrzeżenia błysku wystrzału do usłyszenia huku upływa czas 2,5 s? Założyć, że temperatura zewnętrzna powietrza wynosi 20°C.

Dane:

1)    upływ czasu Ax=2,5 s ,

2)    środowisko - powietrze o temperaturze t=20°C .