Cialkoskrypt9

296 4, Dynamika i przepływy guasi-rzeczywiste

Współczynnik oporu wyznaczamy z charakterystyki profilu płata nośnego dla c_z = 0,427 (rys. 4.41):

c,=f(c,)=0,017,

przy czym c_z jest współczynnikiem siły nośnej, c_x - współczynnikiem oporu czołowego. Ich wartości są zamieszczone w tabeli 4.3.

Rys. 4.41

Tabela 4.3. Wartości współczynników siły nośnej i oporu czołowego oraz kąta natarcia

C*	0,02	0,015	0,012	0,014	0,0165	0,023	00285
Cz	0,06	0,12	0,25	0,35	0,43	0,535	0,6
a*	-	-2°	0,5°	r	3°	5°	8°

*a - kąt natarcia.

Siła oporu aerodynamicznego (bez uwzględnienia kadłuba)

F_x =c_x • A - ^-p ■ v² = 0,017 -845 -0,5-0,4 ■ 250²,

F_x = 179500 N = 179,5 kN.

Winą za różnicę pomiędzy F_x a F_c można obarczyć opory aerodynamiczne kadłuba oraz błędy szacowania przyjmowanych wielkości, np. sprawności silników.

Zużycie paliwa na osobę w czasie przelotu 100 km wynosi (1 litr paliwa ~ 0,7 kg): 1) biznes class (i = 550 osób)

• 100 = 2,9 kg = 3,621 litra na osobę,

(250-10)-1000 550-15000

2) klasa turystyczna (i = 760 osób)

q_p = 2,1 kg = 2,6 litra na osobę i 100 km lotu.

ZADANIE 4.13.23

Dla danych z poprzedniego zadania obliczyć zużycie paliwa, gdyby lot odbywał się na mniejszej wysokości, np. H = 5 km.

Rozwiązanie

Obliczamy współczynnik siły nośnej dla gęstości powietrza p = 0,73kg/m³ na wysokości H = 5 km:

_2g(m_s -0,4-m_p)-1000 ^ 2-g-(560-0,4-250)-1000 _n

^Cz_    A~p-v²    ”    845-0,73-250²    ” ’²³⁴'

Współczynnik oporu czołowego c_x wyznaczamy z charakterystyki profilu płata nośnego dla współczynnika siły nośnej c_z = 0,427:

c„=f(cj = 0,012.

Siła oporu aerodynamicznego, którą trzeba zrównoważyć siłę ciągu silników F^:

F = c_x • A ■—p- v² =0,012-845-0,5-0,73-250² =231320 N = 231,32 kN .

X    X    2

Porównując opory ruchu na wysokości lotu 5 i 10 km, stwierdzamy, że nastąpił ich wzrost o 29% dla wysokości H = 5 km. Proporcjonalnie też wzrośnie zużycie paliwa. Powyżej 10 km malejąca gęstość powietrza (p < 0,4kg/m³) wymaga lotu przy większych kątach natarcia a, dających większą wartość współczynnika c_z, lecz równocześnie będzie rosła wartość współczynnika c_x. Optymalna wysokość przelotowa samolotów pasażerskich ze względu na zużycie paliwa mieści się pomiędzy 9 a 11 km.

ZADANIE 4.13.24

Po wylądowaniu duży samolot pasażerski jest hamowany przez zawrócenie ciągu (rys. 4.42). Wyznaczyć wartość opóźnienia a z pominięciem sił tarcia i masowych.

Rozwiązanie

Zgodnie z II zasadą dynamiki Newtona zmiana pędu w czasie jest równa popędowi, co dla płynu zawartego w objętości Q wyrażamy wzorem: