У вас вопросы?
У нас ответы:) SamZan.net

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1 ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ БАЛАНСИРОВКИ САМОЛЕТАНА ПИЛОТАЖНОМ СТЕНДЕ 1

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Поможем написать учебную работу

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Предоплата всего

от 25%

Подписываем

договор

Имя

Выберите тип работы:

Принимаю Политику конфиденциальности

Скидка 25% при заказе до 26.12.2024

PAGE 1

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОДОЛЬНОЙ БАЛАНСИРОВКИ САМОЛЕТА
НА ПИЛОТАЖНОМ СТЕНДЕ

1. Цель работы

Оценка влияния режима полета и параметров самолета на его балансировку в продольном движении.

2. Общие положения

Отклонение органа управления (горизонтального оперения (ГО) или рычага управления), обеспечивающее равенство нулю продольного момента Mz при изменении какого-либо параметра движения (угла атаки α, перегрузки ny, скорости V или числа М полета и др.) на характерных режимах полета называется балансировкой самолета, а их графические зависимости – балансировочными кривыми.

В продольном движении в качестве характерных режимов рассматриваются:

прямолинейный полет с постоянной перегрузкой пу, равной единице, и переменной скоростью,
криволинейный полет с постоянной скоростью, но c переменной перегрузкой nv.

Рассмотрим продольную балансировку самолета нормальной схемы. Балансировка самолета на заданном режиме полета (Н, М) осуществляется отклонением руля высоты ГО, на котором появляется требуемая для балансировки подъемная сила .

При отклонении руля ГО на положительный угол (задняя кромка руля вниз от нейтрального положения) сила будет положительной (направленной вверх), а при отклонении руля ГО на отрицательный угол (задняя кромка руля вверх) сила –отрицательной. Суммарная подъемная сила самолета будет увеличиваться или уменьшаться в сравнении с , т.е. с не отклоненным ГО. С отклонением ГО изменится (возрастет) аэродинамическое сопротивление самолета, а значит, изменится и его аэродинамическое качество.

2.1. Балансировка самолета в установившемся горизонтальном полете

Определим углы отклонения ГО, потребные для балансировки самолета. Условием балансировки самолета в установившемся горизонтальном полете () является равенство нулю коэффициента момента тангажа. Для самолета, имеющего стабилизатор в качестве органа продольного управления, это условие имеет вид:

(1)

где – коэффициент подъемной силы, зависящий от угла атаки самолета, – угол отклонения стабилизатора, – положения центра масс и фокуса самолета соответственно, выраженные в долях САХ.

Потребный (полный) коэффициент подъемной силы самолета в горизонтальном полете равен

(2)

Используя выражения , (3)

из (1) получим: , (4)

где , (5)

LГО – расстояние от центра масс самолета до фокуса стабилизатора, bа – средняя аэродинамическая хорда крыла самолета.

Из (4) можно определить потребный для балансировки самолета угол отклонения руля высоты в зависимости от . Однако удобнее представить в функции скорости или числа М полета. Заменяя его приближенным значением (без учета проекции тяги двигателя на нормаль к траектории)

где – удельная нагрузка на крыло, – скоростной напор, получим . (6)

Из формулы (6) видно, что балансировка самолета зависит от аэродинамических характеристик и , положения центра масс , удельной нагрузки на крыло , высоты и скорости полета.

На рис. 1 показаны балансировочные кривые для дозвукового самолета нормальной схемы без учета влияния сжимаемости воздуха.

Изменение балансировочных углов характеризуется величиной и знаком производной . Значение этой производной определяется по следующему выражению (приводится без вывода):

, (7)

где – степень продольной статической устойчивости самолета по скорости при фиксированном руле высоты.

Рис. 1

Величина и знак производной оказывают существенное влияние на характер управления самолетом. У самолетов нормальной схемы и схемы «бесхвостка» для нормального управления в установившемся горизонтальном полете желательно выполнение условия

, (8)

у самолетов схемы «утка»

. (9)

Для выполнения этих условий требуется, чтобы самолет был статически устойчивым по скорости при фиксированном управлении

. (10)

Известно, что в трансзвуковом диапазоне скоростей полета самолет теряет устойчивость по скорости. Это оказывает влияние на вид балансировочных кривых.

На рис. 2 приведены балансировочные кривые скоростного самолета на различных высотах. В трансзвуковой области (0,8 < М < 1,2), где имеет место неустойчивость по скорости (), нарушается монотонность балансировочных кривых (образуется «ложка»), что требует двойных движений ручки управления при разгоне–торможении.

Рис. 2

2.2. Основные расчетные формулы

В данной лабораторной работе исследование проводится для самолета с цельноповоротным ГО, угол отклонения которого обозначается . Поэтому расчетная формула будет иметь вид:

где , , , .

Зависимости приведены в таблице 2.

3. Модель исследуемой системы

Лабораторная установка представляет собой пилотажный стенд, состоящий из персонального компьютера с дисплеем, джойстиком и печатающим устройством. На экране дисплея отображается упрощенная внешняя обстановка и индикация угла тангажа (левая шкала) и вертикальной скорости «правая шкала). Управляющее воздействие создается оператором перемещением джойстика, который играет роль ручки управления положением самолета в вертикальной плоскости.

На персональном компьютере реализованы уравнения продольного движения самолета.

где а – скорость звука. Коэффициенты уравнений имеют вид:

4. Порядок проведения работы

Работа включает в себя расчетную и экспериментальную части. Студенты выполняют работу группами по 2 – 3 человека.

Каждая группа рассчитывает балансировочные кривые (см. п. 2.2) для своего варианта задания при трех значениях исследуемого параметра (табл. 1). Расчет ведется в диапазоне чисел М полета от , соответствующего , до М = 1,4.

Рассчитав балансировочные кривые, студенты предъявляют их для проверки преподавателю, после чего приступают к эксперименту на пилотажном стенде.

Результатом моделирования должны быть записанные на графопостроителе балансировочные кривые для трех значений исследуемого параметра при разгоне самолета на заданной высоте от до М, соответствующего времени полета равного 50 сек.

5. Порядок проведения эксперимента

1. Занять место на лабораторной установке у компьютера.

2. С помощью мыши и клавиатуры выбрать клавишу «установить режим», установить параметры исследуемого режима (высота, центровка, удельная нагрузка на крыло), после чего закрыть окно установки режима.

3. Начать моделирование, нажав с помощью мыши или клавиатуры клавишу «Старт». В процессе разгона с помощью джойстика осуществлять стабилизацию вертикальной скорости, поддерживая ее в нулевом положении. После окончания режима на экране отображаются графики изменения угла отклонения ГО и угла тангажа.

4. Закрыть окно с графиками и продолжить работу с установки параметров нового режима.

5. По окончании исследования из всех построенных графиков «мышкой» выбрать зачетные и с помощью печатающего устройства распечатать их на бланке.

6. Содержание отчета

Индивидуальный отчет о выполненной лабораторной работе должен содержать:

1. Исходные данные для расчета (из таблиц 1 и 2);

2. Заполненную таблицу 3;

3. Рассчитанные теоретически балансировочные кривые для трех значений исследуемого параметра;

4. Экспериментальные балансировочные кривые ;

5. Выводы по работе, включающие:

а) оценку продольной статической устойчивости самолета по скорости и перегрузке;

б) качественную оценку влияния рассматриваемых параметров (, ) и условий полета (Н) на расход руля в горизонтальном установившемся полете;

в) заключение о возможности балансировки самолета при полете с минимальной скоростью , соответствующей ;

г) заключение о характере управляемости самолета (нормальная или обратная) в процессе разгона.

Отчет по работе оформляется на специальном бланке. Первая страница бланка состоит из трех полей. На первом поле приводятся исходные данные с характеристиками самолета (см. таблицы 1 и 2), а также основные рабочие формулы.

На втором поле располагается таблица 3 с результатами теоретических расчетов балансировочных кривых.

Вторая страница бланка используется для построения экспериментальных балансировочных кривых , а также для выводов по работе.

Контрольные вопросы

1. Что такое балансировка самолета?

2. Что называется степенью продольной статической устойчивости самолета по перегрузке?

3. Что называется степенью продольной статической устойчивости самолета по скорости?

4. Как высота влияет на продольную балансировку самолета?

5. Как центровка влияет на продольную балансировку самолета?

6. Каково влияние скорости на продольную балансировку самолета?

7. Как аэродинамические характеристики влияют на продольную балансировку самолета?

8. Как изменение нагрузки на крыло влияет на продольную балансировку самолета?

Литература

Аэромеханика самолета /под ред. А.Ф. Бочкарева/ – М.: Машиностроение, 1977 или 1985.

Сурин В.П., Голобородько И.Л., Выскребенцев Л.И. Динамика и летные испытания самолета. – М.: МАИ 1982.

Таблица 1

Варианты заданий

Характеристики	Номер варианта
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Н, км	6	10	10	7	10	10	8	10	10
	10			11			9
	14			13			12
	0,38	0,33	0,38	0,38	0,35	0,38	0,38	0,36	0,38
		0,38			0,37			0,39
		0,43			0,42			0,41
	3891	3891	2078	3891	3891	2500	3891	3891	2800
			3891			4000			4500
			6929			6500			6000

Таблица 2

Влияние сжимаемости воздуха

М	0,5	0,7	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4
	-0,02	-0,02	-0,028	-0,034	-0,03	-0,03	-0,03	-0,03
	-0,0121	-0,0123	-0,0135	-0,0155	-0,015	-0,014	-0,013	-0,012
	0,53	0,515	0,53	0,63	0,7	0,7	0,7	0,7
	0,059	0,062	0,066	0,07	0,072	0,07	0,069	0,067
	0,01	0,01	0,01	0,01	0,0098	0,0095	0,009	0,0085
	0,02	0,02	0,022	0,035	0,043	0,047	0,049	0,05

Таблица 3

Результаты расчета балансировочных кривых

Исследуемый параметр
	0,5	0,7	0,9	1,0	1,1	1,2	1,3	1,4

Характеристики стандартной атмосферы
(значения параметров округлены)

Высота Н, м	Температура Т, К	Давление р, н/м2	Плотность ρ, кг/м3	Относительная плотность Δρ/ρ0	Скорость звука а, м/с
0	288,2	101330	1,23	1,000	340,4
1000	281,7	89880	1,11	0,903	336,6
2000	275,1	79490	1,01	0,821	332,7
3000	268,6	70130	0,909	0,739	328,7
4000	262,1	61660	0,819	0,666	324,7
5000	255,6	54050	0,737	0,599	320,7
6000	249,1	47210	0,660	0,537	316,6
7000	242,6	41090	0,590	0,480	312,4
8000	236,1	35650	0,526	0,428	308,2
9000	229,6	30790	0,467	0,380	303,9
10000	223,2	26290	0,414	0,337	299,6
11000	216,7	22690	0,365	0,297	295,2
12000	216,7	19390	0,312	0,254	295,2
13000	216,7	16570	0,267	0,217	295,2
14000	216,7	14160	0,228	0,185	295,2
15000	216,7	12110	0,195	0,159	295,2
16000	216,7	10350	0,167	0,136	295,2
17000	216,7	8850	0,142	0,115	295,2
18000	216,7	7560	0,122	0,099	295,2
19000	216,7	6470	0,104	0,084	295,2
20000	216,7	5530	0,0889	0,072	295,2
21000	216,7	4730	0,0760	0,061	295,2
22000	216,7	4040	0,0650	0,058	295,2
23000	216,7	3460	0,0556	0,045	295,2
24000	216,7	2950	0,0475	0,039	295,2
25000	216,7	2530	0,0406	0,033	295,2

1. Совершенствование налогообложения в условиях инновационной модели экономического развития
2. Форматы файлов растровой и векторной графики
3. продолжительность операционного цикла в днях;ПОмз продолжительность оборота запасов сырья материалов
4. Учетная политика организаций
5. 09 3.html
6. БІЛГОРОДДНІСТРОВСЬКИЙ МОРСЬКИЙ РИБОПРОМИСЛОВИЙ ТЕХНІКУМ КЕРЧЕНСЬКОГО ДЕРЖАВНОГО МОРСЬКОГО ТЕХНОЛОГІЧН
7. правовых норм которыми Советское
8. Эмманюэль Шмитт Оскар и Розовая дама Аннотация Книга Э
9. технологией разводить костры; производить уборку помещений оборудования с применением ЛВЖ и ГЖ; ск
10. офтальмологом с мировым именем автором множества научных трудов; мать ~ светская дама писавшая стихи об Ир
11. Тема- Листинг в системе биржевой торговли котировки ценных бумаг и биржевые индексы Вариант 14
12. на тему- Оказание услуг автосервиса для физических лиц Вариант 11
13. Фискальная политика государства
14. Приведена в [2]. Системная плата System Bord или материнская плата Mother Bord ~ это основная печатная плата ком
15. Научно-практические рекомендации по совершенствованию безопасности банковской системы
16. ТЕМАХ ст. вик. Венедіктов Ю
17. Изучение и исследование интегрированных RS-триггеров, а также триггеров серии К155
18. Сходинки до інформатикиВикладання інформатики в 2 класах у 2013-2014 нр (додаток до листа МОН Від 300513 1-9-383)
19. Общее количество рядов цен достигает 450 по 53 товарам
20. КОНТРОЛЬНАЯ РАБОТА 1

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе