Моделирование режимов штопора в аэродинамической трубе с горизонтальной рабочей частью

• Автор: Сохи, Николай Павлович
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 163 с. : ил.

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
ГЛАВА 1. АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ЭКСПЕРИМЕНТА
1.1. Движение в свободном штопоре
1.2. Движение в штопоре с нулевым радиусом
1.3. Границы применимости метода
Выводы к главе
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА И ТЕХНОЛОГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Исследованные компоновки
2.2. Система управления экспериментом
2.3. Экспериментальные стенды
2.4. Информационно-измерительная система
2.5. Анализ погрешностей измерений
2.6. Технология и методика проведения испытаний
Выводы к главе
ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ МЕТОДИЧЕСКИХ ИССЛЕДОВАНИЙ
3.1. Режимы установившегося штопора
3.2. Скорость снижения в штопоре
3.3. Оценка радиуса штопора
3.4. Методы вывода из штопора
3.5. Влияние числа Рейнольдса на параметры движения в установившемся штопоре
Выводы к главе

ГЛАВА 4. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ НА
ХАРАКТЕРИСТИКИ ШТОПОРА
4Л. Влияние смещения центра масс
4.2. Влияние отклонения механизации крыла
4.3. Влияние изменения моментов инерции
4.4. Влияние скорости отклонения рулей
Выводы к главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ
Определения и обозначения геометрических и аэродинамических характеристик летательных аппаратов даны в соответствии с ГОСТ 22833-77 “Характеристики самолёта геометрические” и ГОСТ 20058-80 “Динамика летательных аппаратов в атмосфере”. Начала скоростной и связанной систем координат расположены в центре тяжести летательного аппарата.
5 - площадь крыла.
Ьа — средняя аэродинамическая хорда.
I - размах крыла.
Л — удлинение крыла.
линейный масштаб модели. рл„ рс - плотность воздуха для модели и самолёта.
V — скорость невозмущённого потока.

9= ^ скоростной напор.
V - вектор линейной скорости.
Я- вектор угловой скорости вращения принятой системы координат.
Я- главный вектор внешних сил.
0 - вектор гравитационных сил.
М - главный вектор момента внешних сил.
К - вектор момента количества движения.
Я/,, Стг, Се - осевая, радиальная и тангенциальная проекции силы тяжести на оси цилиндрической системы координат соответственно.
Мх, Му, Мг — проекции главного момента аэродинамических сил на оси связанной системы координат.
У*, Уу-> Уг - проекции линейной скорости на оси связанной системы координат.
У/:, Уг, Уе - осевая, радиальная и тангенциальная проекции линейной скорости на оси цилиндрической системы координат соответственно.
доступных углов атаки и скольжения при установке на стенд “Штопор-203-2” моделей 2, 3 и 4, компоновки которых имеют критические углы атаки акр= 16°, 18° и 30° соответственно. Как видно, во всех случаях минимальный доступный угол атаки атіп& 10° меньше критического.
Для определения угловой скорости вращения модели с помощью пары потенциометрических датчиков измеряется скоростной угол крена уа. Мгновенная угловая скорость получается путём численного дифференцирования зависимости уа(0, чт0 обеспечивает точное определение момента времени остановки и изменения направления вращения модели. Два датчика необходимы для взаимного перекрытия зон чувствительности и измерения уа в диапазоне -180... 180° при непрерывном вращении модели.
Особого внимания заслуживает вопрос о собственном моменте инерции поддерживающего устройства. Очевидно, что момент инерции изогнутой державки должен быть значительно выше, чем у прямой, и это может стать причиной дополнительных погрешностей в результатах, особенно на переходных и неустановившихся режимах штопора. Специальные измерения показали, что у стенда “Штопор-203-2” собственный момент инерции поддерживающего устройства ^= 0,004 кг-м2. Это составляет лишь 4% от наименьшей из потребных для модели 2 величины 0,1 кг-м2 и не более 7% от самой малой из потребных для модели 3 величины 0,058 кг-м2.
Особенности геометрии модели 4 потребовали применения более длинной и жёсткой державки, из-за чего собственный момент инерции поддерживающего устройства увеличился до величины 0,0063 кг-м2, что составляет ~8,5% от самого малого из потребных для модели 4 момента инерции Jx= 0,074 кг-м2. Учитывая значительную долю случайности в процессе выхода из штопора, можно предположить, что влияние указанных добавок к инерционным характеристикам моделей будет незаметным на фоне значительного разброса результатов измерений, поэтому им пренебрегалось.