Профиль полета самолета прототипа
Типовой профиль полета самолета прототипа представлен в таблице 2.
Таблица 2 – Типовой профиль самолета прототипа
| № этапа/ подэтапа | Обозначение | Высота (м) | Этапы полета | Время (час) | Время | |
| (мин.) | (сек.) | |||||
| 1. | Tвзл. | H=0 | Взлёт | 0.033 | 2 | 00 |
| 1.1 | Траз | Разбег | 0 | 46 | ||
| 1.1.1 | Разбег до V1 | 0 | 40 | |||
| 1.1.2 | Разбег от V1 до VПСТ | 0 | 3 | |||
| 1.1.3 | Разбег от VПСТ до отрыва | 0 | 3 | |||
| 1.2 | Тн.н.в | Начальный набор высоты | 0 | 74 | ||
| 2. | Tн.в | H=457 H=10668 | Набор высоты (до эшелона) | 0.303 | 18 | 11 |
| 3. | Tкрейс | H=10668¸12192 | Крейсерский полет | 3.256 | 195 | 22 |
| 4. | Tсниж. | H=12192 H=457 | Снижение | 0.312 | 18 | 43 |
| 5. | Tзах. | H=457 H=15 | Заход на посадку | 0.086 | 5 | 10 |
| 6. | Tпос | H=15 H=0 | Посадка | 0.010 | 0 | 35 |
| 6.1 | Снижение с высоты H=15 м, выравнивание и касание ВПП |
| 0 | 5 | ||
| 6.2 | Пробег по ВПП | 0 | 30 | |||
| Всего: | 4.000 | 240 | 00 | |||
| 7. | Уход на 2-ой круг | 20 | 00 | |||
| 8. | Выруливание | 9 | 00 | |||
| 9. | Заруливание | 5 | 00 | |||
Таблица рабочих режимов
В итоге, опираясь на вышеприведенную информацию, целесообразно рассмотреть нормированные условия обледенения самолета для режимов полета, представленных в таблице 1. Распределение коэффициентов давления Сp на каждом из расчетных сечений приведено на рисунке 1.8.
Таблица 3 – Расчетные режимы обледенения.
| Название режима | H, м | Vпол, м/с | Tнв,
°С | W, г/м3 | Τice, мин | Зона улавливания по Zотн | Улавливаемая вода по Zотн | ||||
| 0,611 | 0,952 | 0,611 | 0,952 | ||||||||
| Sв / Sн, мм | Мул.в / Мул.н, г/(м∙с) | ||||||||||
| Ожидание | 457 | 122 | -6 -10 -15 -20 -30 | 0,22 0,19 0,14 0,09 0,06 | 45 | 8,8/476,7 8,9/476,5 9,9/476,2 10/475,9 10/475,9 | 5,7/436,3 5,7/436,2 5,7/436,1 5,7/435,9 5,6/432,9 | 1,06/1,73 0,91/1,49 0,68/1,10 0,43/0,70 0,29/0,47 | 0,49/1,46 0,42/1,26 0,31/0,93 0,20/0,59 0,14/0,40 | ||
| Ожидание | 1200 | 148 | -10 -15 -20 -30 | 0,45 0,33 0,2 0,15 | 45 | 8,4/529,8 8,4/528,1 8,4/527,3 10,8/524,3 | 11,4/528,2 11,5/528,8 8,7/527,9 11,6/522,5 | 2,79/5,06 2,02/3,71 1,23/2,24 0,93/1,68 | 1,85/4,14 1,36/3,02 0,76/1,82 0,61/1,39 | ||
| Ожидание | 5000 | 186 | -10 -15 -20 -30 | 0,45 0,33 0,2 0,15 | 45 | 17,9/273,4 17,9/273,5 17,9/273,6 17,9/277,2 | 33,8/251,4 33,6/251,6 34/190,7 33/192 | 4,11/5,85 3,01/4,29 1,82/2,60 1,37/1,96 | 3,02/5,19 2,21/3,80 1,33/1,97 1,00/1,48 | ||
| Ожидание | 7000 | 211 | -15 -20 -30 | 0,33 0,2 0,15 | 45 | 24,1/404,6 24/404,8 23,9/405,1 | 36,5/206,6 36/197,6 35,7/202 | 3,70/6,94 2,24/4,20 1,68/3,15 | 2,71/4,12 1,64/2,43 1,37/1,84 | ||
| Крейсерский | 9500 | 218 | -30 | 0,15 | 15 | 20,9/273,9 | 33,1/156,4 | 2,10/2,52 | 1,55/1,56 | ||
Рисунок 1.8 – Распределение коэффициентов давления Ср.
Уравнение теплового баланса
Процесс защиты от обледенения представляет собой подвод некоторого количества тепла к обогреваемой поверхности для создания или поддержания определенной температуры. Для обеспечения подвода тепла необходимо знать схему тепловых потоков для необогреваемой единицы поверхности в условиях обледенения (рисунок 1.9).
|
|
|
Рисунок 1.9 – Схема тепловых потоков.
Здесь qa – конвективный тепловой поток; q1* – тепловой поток от скоростного нагрева поверхности за счет трения воздуха в пограничном слое; qβ – поток тепла, необходимый для испарения воды или льда с поверхности; qл – поток тепла, идущий на нагрев льда при разогреве холодной поверхности до 0°C; qкин – тепловой поток, возникающий в результате преобразования кинетической энергии капель при столкновении их с поверхностью; qкр – поток тепла, выделяющегося при кристаллизации переохлажденных капель на поверхности.
Пренебрегая некоторыми тепловыми потоками, ввиду их малого влияния в общей плотности, можно составить уравнение теплового баланса нагретой поверхности:
, где qк – конвективные потери; qи – потери на испарение воды; qа – аэродинамический нагрев; qп – плотность теплового потока, которую необходимо подвести к обледеневающей поверхности, чтобы обеспечить ее нагрев до требуемой температуры.
Расчет местных коэффициентов теплоотдачи
Для расчета местных коэффициентов теплоотдачи воспользуемся методом эквивалентного тела. Суть этого метода заключается в замене носка профиля эквивалентным цилиндром, для которого рассчитывается местный коэффициент теплоотдачи в окрестности лобовой образующей.
|
|
|
Для большинства обычных дозвуковых аэродинамических профилей можно принять, что диаметр эквивалентного цилиндра составляет примерно 30% от максимальной толщины профиля. Например, для сечения Zотн = 0,952:
Далее, как показывают расчеты, в диапазоне Tэф=273±50°K погрешность при определении коэффициентов теплоотдачи не превышает 3% при ламинарном режиме и 10% при турбулентном, что вполне допустимо для тепловых расчетов.
Следовательно, полагая Tэф=273°K, можно воспользоваться следующими расчетными формулами.
На передней кромке:
при ламинарном пограничном слое – 
;
при турбулентном пограничном слое – 
;
На остальной поверхности профиля:
при турбулентном пограничном слое – 
.
Для расчета при ламинарном пограничном слое на остальной поверхности профиля стоит применить полуэмпирический метод. По этому методу распределение коэффициентов теплоотдачи происходит по линейному закону.
Также при расчете требуется знать месторасположение областей перехода от ламинарного течения в пограничном слое к турбулентному течению. Эти области нетрудно определить по числу Рейнольдса либо по местам перегиба линии распределения коэффициентов давления Сp.
|
|
|
Следует учесть и влияние стреловидности. В ходе экспериментов определили зависимость местных коэффициентов теплоотдачи от угла стреловидности – 
.
Таблица 4 – Значение K от угла стреловидности.
| X° | 10 | 20 | 40 | 60 |
| K | 0,98 | 0,95 | 0,88 | 0,66 |
Итоговое распределение коэффициентов теплоотдачи приведено в
Приложении В.
Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 679; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!