Эффективность вертикального полета

Несущий винт должен эффективно создавать силу тяги, равную весу вертолета. Под эффективностью вертикального полета понимается малая величина отношения мощности, потребляемой несущим винтом, к создаваемой им силе тяги, так как мощность силовой установки и расход топлива пропорциональны потребляемой мощности. Для винтокрылых аппаратов высокая эффективность вертикального полета обусловлена малой нагрузкой на диск (отношение силы тяги винта к площади диска, отметаемого лопастями). По теореме импульсов, подъемная сила несущего винта создается путем ускорения воздуха вниз, так как подъемной силе соответствует равная ей и противоположно направленная реакция, с которой лопасти воздействуют на воздух. Следовательно, воздух в следе несущего винта обладает кинетической энергией, на образование которой при установившемся горизонтальном полете должна быть затрачена мощность силовой установки вертолета. Это индуктивная мощность она составляет абсолютный минимум мощности, требуемой для устойчивого полета, и ее затраты необходимы как для фиксированных, так и для вращающихся крыльев. Установлено, что для винтокрылых аппаратов на режиме висения затраты индуктивной мощности на единицу силы тяги пропорциональны корню квадратному из нагрузки на диск. Следовательно, [c.17]

Еще трудней обеспечить высокую степень путевой статической устойчивости самолета в полете на больших углах атаки как при сверхзвуковых, так и при дозвуковых скоростях полета. Большое удлинение фюзеляжа у современных самолетов увеличивает влияние сбегающих с него вихрей на эффективность вертикального хвостового оперения. Существенно сказывается также затенение вертикального оперения спутной струей крыла. В результате степень путевой статической устойчивости с ростом угла атаки обычно уменьшается (рис. Ъ,а). [c.98]

Принцип управления в горизонтальном или вертикальном полете для вертолетов с поперечным или продольным расположением винтов остается таким же, как и при управлении одновинтовым вертолетом. На каждом винте будут иметь место примерно одинаковые явления и их эффект будет просто суммироваться. Лишь некоторое отличие имеется в продольном управлении вертолетом продольной схемы. У этого вертолета для большей эффективности наклон автомата перекоса вперед — назад для переднего и заднего винтов иногда сопровождается дифференциальным изменением их общего шага, когда с наклоном автомата перекоса уменьшается шаг того винта, в сторону которого наклоняется автомат перекоса. Общий шаг другого винта в это время увеличивается. [c.30]

Следовательно, малая скорость снижения соответствует большому коэффициенту сопротивления диска. Параметр Со удобен тем, что не зависит от нагрузки на диск. При скоростях снижения, типичных для реальных вертолетов, 1,1 < Со < 1,3. Для сравнения напомним, что круглая плоская пластина площадью А имеет коэффициент сопротивления Со =1,28, а парашют с такой же лобовой площадью Л — примерно 1,40, Таким образом, при безмоторном вертикальном снижении несущий винт весьма эффективно создает силу тяги, поддерживающую вертолет. Винт действует в общем как парашют того же диаметра. Скорость вертикального снижения на авторотации велика по той причине, что соответствующий парашют для такого веса слишком мал. Однако при полете вперед скорость снижения может быть значительно меньше. Картина течения вокруг винта при авторотации сходна с картиной потока вокруг плохо обтекаемого тела того же размера, поэтому нет ничего удивительного в том, что и силы их сопротивления примерно одинаковы. [c.117]

Оперение вертолета соосной схемы, состоящее из горизонтального (стабилизатор и руль высоты) и вертикального (два киля с рулями направления), предназначено для улучшения характеристик продольной и путевой устойчивости, а также путевого управления вертолета с помощью рулей направления на режимах полета с поступательной скоростью. Эффективность рулей направления [c.344]

Площадь рулей составляет обычно 23—28% от поверхности соответствующего горизонтального или вертикального оперения. Степень эффективности оперения при данной площади его и форме в плане и в профиле проверяется путем экспериментов с моделями Д. в аэродинамич. трубе. При испытании модели оперенного Д. (под разными углами наклона продольной оси модели по отношению к направлению потока и при разных углах отклонения рулей направления и высоты) определяются также и возникающие в оперении и в самом корпусе Д. нагрузки от аэродинамич. сил, действующих на Д. в полете. Расчет оперения на прочность производится по методам, принятым при расчете оперения самолетов, с учетом способа крепления оперения к оболочке. Запас прочности — 5. При расчете нагрузка на оперение принимается на основании данных испытания на распределение давления воздуха по оперению модели Д. в аэродинамич. трубе или Д. в натуру, [c.396]

Выбранная схема с размещенными двигателями в фюзеляже позволяла экономить топливо в полете посредством выключения одного из двигателей, и при этом не нужно было компенсировать производящий большое сопротивление в полете момент тяги вокруг вертикальной оси. В ходе боевых действий истребитель летал бы на полной тяге и вследствие этого был бы в состоянии эффективно бороться с любыми вражескими самолетами на различных высотах. [c.148]

Поворотное сопло крепится на специальном фланце и имеет скользящую подвеску для поворота сопла из положения в режиме маршевого полета в режим вертикального взлета и наоборот. В поворотном сопле могут быть установлены специальные направляющие лопатки для более эффективного поворота потока [c.292]

В некоторых случаях, например при неправильном выполнении отдельных фигур пилотажа (перевернутый полет, выход из полу-петли и др.) или при более эффективном методе для выхода из штопора, чем рекомендуемый, самолет может перейти на большие отрицательные углы атаки, а затем, если руль направления остается отклоненным, и в перевернутый штопор. Вывод самолета из перевернутого штопора при правильных действиях летчика (рис. 8.19) надежнее, чем из нормального штопора. Это объясняется большей эффективностью руля направления, потому что в этом случае вертикальное оперение меньше затеняется спутной струей крыла, фюзеляжа и горизонтального оперения. Кроме того, в перевернутом штопоре эффективность руля направления, установленного на стреловидном вертикальном оперении, значительно больше, чем в нормальном штопоре. [c.230]

Учитывая, что рули не будут эффективны на режимах вертикального взлета и посадки, а также на висении, A.B. Яблонев впервые в истории вертолетной техники предложил оснастить винтокрылый летательный аппарат специальными рулевыми винтами. Два рулевых винта, установленных спереди и сзади, предназначались для продольного управления, а два боковых — для поперечного (рис. 32). Для уменьшения вредного сопротивления при полете с поступательной скоростью рулевые винты должны были складываться или втягиваться в фюзеляж. [c.73]

Из соотношений, полученных в предыдущем параграфе, видно, что скорость в конце активного участка и дальность (вертикальная или горизонтальная) полета ракеты зависят от 1) удельного импульса, или эффективной скорости истечения 2) от отношения начальной и конечной масс ракеты и 3) от времени выгорания топлива, или от тяговооруженности. На основе уравнений (1.15), (1.16) и (1.17), а также при помощи графиков, представленных на рис. 1.6 и 1.7, можно сделать ряд важных выводов относительно влияния этих параметров на летные характеристики ракеты. [c.23]

Вертолет — это летательный аппарат, в котором для создания подъемной и пропульсивной сил, а также для управления используются вращающиеся крылья. На рис. 1.1—1.3 показаны наиболее распространенные типы вертолетов. Лопасти несущего винта вращаются вокруг вертикальной оси, ометая диск в горизонтальной или почти горизонтальной плоскости. Аэродинамические силы возникают вследствие движения крыла относительно воздуха. Вращающиеся крылья вертолета могут создавать эти силы даже тогда, когда скорость самого аппарата равна нулю. В этом отличие вертолета от летательного аппарата с фиксированными крыльями, который для того, чтобы держаться в воздухе, должен перемещаться. Таким образом, вертолет способен совершать вертикальный полет, включая вертикальные взлет и посадку. Эффективность вертикального полета — важнейшая характеристика несущего винта вертолета. [c.17]

Обычный несущий винт вертолета состоит из двух или большего числа одинаковых, разделенных равными угловыми промежутками лопастей, прикрепленных к центральной втулке. Винт равномерно вращается под действием крутящего момента, который передается, как правило, от двигателя на вал. Подъемные силы и сопротивления лопастей — этих вращающихся крыльев — создают аэродинамический момент, силу тяги и другие силы и моменты несущего винта. Большой диаметр винта, требуемый для эффективного вертикального полета, и большое удлинение лопастей, диктуемое необходимостью иметь высокое аэродинамическое качество вращающихся крыльев, делают лопасти гораздо более гибкими, чем у винтов с большой нагрузкой на диск (например, пропеллеров). Следовательно, при полете аппарата лопасть несущего винта под действием аэродинамических сил будет совершать значительные движения. v3th движения могут вызвать большие напряжения в лопасти или большие моменты в ее корне, которые через втулку передаются вертолету. Поэтому при проектировании лопастей и втулки несущего винта следует позаботиться о том, чтобы эти нагрузки были по возможности малы. Центробежные силы препятствуют отклонению вращаЮ щейся лопасти от плоскости диска, так что ее движение будет наиболее заметным вблизи комля. Вследствие этого поиски прО [c.20]

Мечты о создании аппарата, способного совершать взлет и посадку вертикально, а также выполнять скоростной горизонтальный полет, имеют столь же долгую историю, как и мечты о полетах вообще. Вертолет, концепцию которого Леонардо да Винчи предложил около 1500 г., не является в чистом виде конвертопланом - воздушный винт его вертолета создает всю подъемную силу как в горизонтальном, так и в вертикальном полете. Достаточно эффективные конвертопланы появились лишь в последнее время, когда разработка газотурбинных двигателей достигла такого уровня, что оказалось возможным создавать летательные аппараты с тягой силовой установки, превышающей массу самого аппарата. Эю позволяет обеспечивать вертикальный взлет только за счет использования тяги двшателя. [c.207]

Величина момента рыскания при данном угле скольжения (характеристика т ) определяется в основном площадью и расположением вертикального оперения, а также формой фюзеляжа. У некоторых современных самолетов из-за длинной носовой части фюзеляжа возникает большой дестабилизирующий момент рыскания. При ограниченных по конструктивным соображениям площади вертикального оперения и его плече до центра тяжести самолета стабилизирующий путевой момент, создаваемый вертикальным оперением, может оказаться недостаточным. Эта проблема очень остро стоит при полете на сверхзвуковых скоростях, когда наблюдается уменьшение эффективности вертикального оперения, и тем более значительное, чем на больших угле атаки и числе М осуществляется полет (см., например, изменение характеристики отР на рис. 4.20). Это объясняется тем, что с увеличением угла атаки вертикальное оперение, расположенное несимметрично отно- [c.130]

Для брызгальных градирен определить эффективность тепло-съема именно факела разбрызгивания представляется задачей весьма сложной. Решение включает в себя определение геометрических размеров факела разбрызгивания, т. е. области полета капель по криволинейным траекториям, и установление размеров области квазивертикально падающих капель. Расчет позволяет установить высоту и дальность полета капель, что необходимо знать при выборе компоновки сопл по площади градирни. Одновременно определяются термика капель и интенсивность теплосъема за время полета. Расчет позволяет определить границы активной области и расстояние между ярусами при вертикальной компоновке водораспределительной системы. [c.77]

Силовые установки с агрегатами усиления тяги имеют единый двигатель для горизонтального полета и совершения вертикального взлета и посадки, но на взлете и посадке используется агрегат усиления тяги (см. рис. 9). Агрегат усиления тяги может быть выполнен в виде выносного турбовентилятора или газового эжектора, обычно располагаемых в крыле самолета. Достоинствами такой силовой установки являются высокая экономичность на режимах взлета и посадки, малая скорость истечения реактивной струи и возможность применения серийных или модифицированных ТРД и ДТРД в качестве газогенераторов, причем тяга ТВА в 2,5—3 раза превышает тягу газогенератора. Однако такие силовые установки имеют большие размеры и массу, что затрудняет их размещение на самолете, особенно в крыле. Кроме того, истечение больших расходов воздуха с малыми скоростями затрудняет разгон самолета до скоростей, на которых аэродинахмические силы становятся достаточными для управления летательным аппаратом. Наконец, агрегат усиления тяги, так же как и подъемный двигатель, является дополнительным грузом для самолета на всех режимах полета, кроме взлета и посадки. Следует также отметить, что достижение высокой газодинамической эффективности турбовентилятора является очень сложной научно-технической задачей. [c.190]

Этим соотношением определяются основные характеристики вертолета. Оно основано на фундаментальных законах гидродинамики и показывает, что для того, чтобы скорость протекания через диск была мала и, следовательно, были малы индуктивные затраты мощности, проходящий через диск воздух нужно ускорять малым перепадом давления. Для экономичного режима висения требуется малая величина отношения Р/Т (малый вес топлива и двигателя), а для этого должна быть мала нагрузка на диск Т/А. Вертолеты имеют наименьшую нагрузку на диск (Т/А от 100 до 500 Па), а потому и наилучшие, характеристики висения среди всех аппаратов вертикального взлета и посадки. Заметим, что на самом деле индуктивную мощность определяет отношение Т/ рА), так как эффективная нагрузка на диск возрастает с высотой полета и температурой, т. е. с уменьшением плотности воздуха. Используя методы вариационного исчисления, можно доказать, что, как и для крыльев, равномерное распределение индуктивных скоростей по диску дает минимальную индуктивную мощность при заданной силе тяги. Задача состоит в том, чтобы минимизировать кинетическую энергию КЭ v dA следа при заданной силе тяги или заданном количестве движения dA следа. Представим индуктивную скорость в виде суммы v = v - -bv среднего значения V и возмущения бу, для которого бийЛ = 0. Тогда —+ (6/4)2d/4,H кинетическая энергия достигает минимума, когда во всех точках диска би = О, т. е. при равномерном распределении скорости протекания. Суть в том, что при неравномерном распределении скоростей протекания дополнительные потери мощности в областях с большими местными нагрузками превышают выигрыш в мощности, получаемый в областях с малыми нагрузками. [c.46]

С точки зрения управляемости важно, что продольное управление задает нормальное ускорение вертолета, а значит, и траекторию полета. Эффективность управления вертолетом по тангажу высока, что позволяет создать значительное нормальное ускорение. Однако между моментом управляющего воздействия (когда появляется лишь небольшое вертикальное ускорение Ze) и моментом достижения угловой скорости тангажа, обеспечивающей требуемое нормальное ускорение, существует запаз- [c.758]

Схема шайб. Иногда, особенно на винтовых самолетах, находит применение азнесенное вертикальное оперение с двумя или тремя килями. При этом умень-иается высота килей, а размещение вертикального оперения в виде шайб на кон-гах стабилизатора повышает эффективное удлинение горизонтального оперения. 1СЛИ шайбы расположены в струях винтов, увеличивается эффективность опере-шя на малых скоростях полета. [c.247]

По сравнению с самолетом Р-6 многоместный истребитель МИ-3 имел значительно меньшие геометрические размеры, двигатели большей мощности, аэродинамика его была улучшена благодаря применению убирающегося шасси, фюзеляжа облагороженной формы полумонококовой конструкции с овальным поперечным сечением и с гладкой негофриро-ванной наружной обшивкой, полузакрытыми кабинами экипажа. Особенностью схемы являлось применение по концам управляемого в полете стабилизатора двухкилевого вертикального оперения, что как предполагалось, должно было способствовать более эффективному отражению атак истребителей противника из задней полусферы. Оригинальной по своей простоте была и конструкция убирающихся в гондолы двигателей с помощью сжатого воздуха одностоечных ног главного шасси с вилками [c.224]

В 1939 —1940 гг. в ЦАГИ велись работы по созданию оборонительной пулеметной установки ТУР-ДУ с электрическим дистанционным управлением и проводились ее испытания на самолете СБ, на котором ТУР-ДУ устанавливалась взамен верхней турели. Пост управления ТУР-ДУ размещался в кабине штурмана. Он оснащался коллиматорным прицелом и с помощью командных приборов позволял наводить оружие на цель. Пулемет ШКАС в этой турели перемещался в горизонтальной и вертикальной плоскостях со скоростью Ю град/с. По своим габаритам ТУР-ДУ очень мало выступала из теоретических обводов фюзеляжа, но могла обстреливать значительно большую зону воздушного пространства, чем, например, турельная установка МВ-3 при намного большей скорости перемещения оружия. Однако в полетах было выявлено, что эф ктивность ТУР-ДУ зависит от взаимного расположения стрелка и оружия. С поста управления ТУР-ДУ в кабине штурмана самолета СБ стрелок практически не имел возможности отражать атаки противника со стороны хвоста, а разместить стрелка и ТУР-ДУ так, чтобы обеспечивалась эффективная защита самолета от атак из задней полусферы, не позволяли малые геометрические размеры самолета, очень плотная компоновка его фюзеляжа и принятые для СБ центровочные ограничения. [c.241]

Значительное влияние на выбор конструктивно-силовой схемы К-1 оказало наличие на Ремвоздухозаводе-6 в Киеве, где строился этот самолет, большого числа стальных цельнотянутых углеродистых труб, ранее использовавшихся в конструкции самолетов-разведчиков типа Вуазен, и а1р1арату-ры для их автогенной сварки. Из этих труб впервые в СССР был изготовлен полностью сварной ферменный фюзеляж без внутренних проволочных растяжек, а также центроплан, связанный с фюзеляжем в одно целое, подкосы отъемных частей крыла, вертикальное оперение. С шивка носовой части фюзеляжа К-1 до конца пассажирской кабины выполнялась из гофрированного кольчугалюминия, а остальная часть фюзеляжа обшивалась полотном. Крыло и горизонтальное оперение с изменяемым в полете углом установки изготовлялись из дерева и имели полотняную обшивку. Эта смешанная деревянно-металлическая конструкция хорошо зарекомендовала себя в эксплуатации на относительно небольших самолетах с невысокими летными данными и была применена в последующем на большинстве самолетов, созданных под руководством К. А. Калинина — на пассажирских К-3, К-4, К-5, многоцелевых К-6, К-9, К-10 и даже на самолете-гиганте К-7, где такая конструкция оказалась уже недостаточно эффективной. [c.361]

В советских ВВС Тандерболт не мог эффективно выполнять, по существу, ни одной из тактических задач, решаемых советскими истребителями. Примечательна оценка Р-47 летчиком-испытат лем М. Л. Гал-лаем, летавшим на этом самолете во время его испытаний в ЛИИ ...С первой минуты полета на самолете Р-47 Тандерболт помню, у меня возникло доминирующее ощущение это — не истребитель Устойчивый, удобный, с разумно скомпонованной, просторной кабиной, но — не истребитель. Он оказался вяловат на маневре, даже горизонтальном и, тем более, вертикальном. Медленно разгонялся. Явно ощущалась присущая самолету инертность. Словом, это была машина, на которой удобно и приятно летать по прямой. Для истребителя — маловато. В сочетании с характерным для всех американских истребителей того времени, кроме Кобры , только пулеметным вооружением это не давало оснований ожидать от Тандерболта сколько-нибудь высокой боевой эффективности. Подтверждение содержит американская статистика получается — один сбитый или поврежденный самолет противника на 46 боевых вылетов. Не очень густо... [11, с. 34]. [c.265]

Bы oкoefpa пoлoжeниe тяги винтомоторной группы, помимо затруднений. в балансировке гидросамолета, влияет также на устойчивость пути при планировании. В горизонтальном полете вертикальное оперение обдувается мощной струей от работающего винта и, следовательно, находится в области повышенных скоростей набегающего воздуха при планировании же, когда тяга отсутствует, моторная гондола затеняет все вертикальное оперение. Затенение вертикального оперения снижает в значительной степени его эффективность. [c.106]

Итак, по мере снижения КА в плотных слоях атмосферы его скорость, а следовательно, и полная энергия уменьшаются прн увеличении по модулю траекторного угла и дальности полета Ь. Остается выяснить, достаточно ли эффективно аэродинамическое торможение для полного гашения энергии. Рассмотрим случай, когда 0 достигает величины -90 (вертикальный спуск), а сила сопротивления в каждый момент времени будет равна силе притяжения. Это так называемый режим УСТАН0ВИВШВ"0СЯ спуска [c.371]

В настоящее время во многих странах разрабатыва комбинированные летательные аппараты с поворотными в ми, т. е. взлетая вертикально, летательный аппарат накл( несущие винты вперед в набегающий поток, где они рабе как пропеллеры большого диаметра. Такие аппараты и большую удельную нагрузку на диски несущих винтов и i шую эффективность на висении, чем вертолеты. Однакс способны развивать скорость до 550 км/ч и могут совер крейсерский полет на высотах примерно на 3000 м выше толета, имея меньшие удельные расходы топлива. Прим может служить экспериментальный аппарат XV-15 1.8). [c.18]

Основной отличительной особенностью проекта С.А. Гроховского явилась проработка принципов балансировки и управления. Данный проект является одним из первых в мире, в котором была учтена необходимость управления и балансировки силами и моментами относительно всех трех осей, т.е. изобретатель одним из первых отказался от ложного представления о естественной устойчивости вертолета. Причем предложенные средства продольно-поперечного управления и балансировки — баласьеры, т.е. машущие крылья, должны были сохранить эффективность не только при полете с горизонтальной скоростью, но и на специфических режимах работы вертолета висении и вертикальном перемещении. При разработке системы управления аппаратом конструктор пытался учесть физиологические особенности человека. Изобретатель создал несколько проектов своего винтокрылого аппарата, отличавшихся конструкцией частей и деталей. [c.45]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...