Аэродинамический расчет вертолета
Расчет аэродинамических характеристик фюзеляжа, крыльев и хвостового оперения. Сопротивление втулок несущих и рулевых винтов и выступающих элементов. Определение границ срыва на различных высотах. Расчет мощности, необходимой для вращения несущего винта.
Рубрика | Транспорт |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 27.06.2011 |
Размер файла | 915,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Размещено на http://www.allbest.ru/
Московский Авиационный институт
(технический университет)
Курсовая работа по предмету:
Аэродинамический расчет вертолета
на тему:
“Расчет аэродинамических характеристик вертолета Хьюз-500Е”
Выполнил студент гр. У1-301:
Шевляков П. А.
Проверил преподаватель:
Шайдаков
Москва 2007
Оглавление
Схема вертолета Хьюз-500Е
Технические данные вертолета Хьюз-500Е
Аэродинамические характеристики элементов вертолета
1. Аэродинамические характеристики фюзеляжа
2. Аэродинамические характеристики крыльев и хвостового оперения
3. Сопротивление втулок несущих и рулевых винтов
4. Сопротивление шасси и других выступающих элементов
Определение границ срыва на различных высотах
Определение коэффициента подъемной силы су
Расчет мощности, необходимой для вращения несущего винта
1. Определение профильной мощности
2. Определение индуктивной мощности
3. Мощность на преодоление сопротивления вертолета (вредная мощность)
4. Определение мощности, потребной для горизонтального полета
Расчет располагаемой мощности
Расчет расхода топлива
Библиография
Схема вертолета Хьюз-500Е
Технические данные вертолета Хьюз-500Е
ХЬЮЗ - 500Е, США, пассажирский |
|||||||||||||||||
ВЕРТОЛЕТ |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
ЛЕТНО-ТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ |
7 |
8 |
9 |
10 |
||||||
Экипаж |
1 |
МАССА, кг. ОТНОСИТЕЛЬНАЯ МАССА, % |
взлетн. макс. |
1610 пер. |
118,4* |
КРЫЛО |
размах |
масса |
1360 |
1360-20?С |
|||||||
p = G / F, кг/м2 |
26,5* |
31,4* |
взлетн. норм. |
1360 |
100 |
площадь |
скорость макс. на высоте |
282 нп |
|||||||||
N = NУM / G, кВт/кг |
0,230* |
0,194* |
снаряженного |
удлинение |
скорость макс. на высоте |
||||||||||||
Vкр GН, км/ч |
134 * мк |
пустого |
угол. заклинения |
скорость макс. кр. на высоте |
258/0 |
||||||||||||
Vкр GН, т·км/ч |
182* |
служ. нагр. |
ФЮЗЕЛЯЖ |
длина |
7,0* |
скорость макс. кр. на высоте |
250/1,53 |
||||||||||
год н.р., 1 п., с.в. |
280182 |
12,82 |
груза и топл. макс. |
ширина макс. |
1,5* |
скорость эконом. на высоте |
238/0 |
||||||||||
пасс., дес., ран. |
4 - 6 |
груза и топл. норм. |
высота макс. |
1,8* |
скорость эконом. на высоте |
220/1,53 |
|||||||||||
lг, bг, hг |
9,4 |
2,67 вт |
нагрузки макс. |
956* |
диаметр экв. |
1,74* |
скороподъемн. вертикальн. |
4,62 |
|||||||||
lсл, bсл, hсл |
нагрузки норм. |
70* |
51,9* |
площ. миделя |
2,38* |
скороподъемность макс. |
9,53 |
||||||||||
lн-р, lкор |
4,67 |
7,29 |
платн. нагр. макс. |
площ. поверхнос. |
22,0* |
скороподъемн. с 1 отказ. дв. |
|||||||||||
ресурс |
платн. нагр. норм. |
объем |
6,2* |
потолок статический |
2286 |
1372 |
|||||||||||
СИЛОВАЯ УСТАНОВКА |
Аллисон 250-С20В, США |
крыла |
КАБИНА |
длина |
2,44 |
потолок статический у земли |
2590 |
1830 |
|||||||||
кол. и тип |
1 ТВД, 420 л.с. |
лопастей |
50* |
ширина макс. |
1,31 |
потолок динамический |
4481 |
||||||||||
режим |
взл 5ґ |
Мпрод |
Кр 75% |
втулок |
41* |
высота макс. |
1,32 |
потолок дин. с 1 отказ. дв. |
|||||||||
N, кВт |
3/3 |
298 |
207 |
нес. винтов |
91* |
площ. пола |
дальность |
473 |
|||||||||
Cе, кг/кВт·ч |
0,396 |
0,432 |
трансмиссии |
89* |
объем кабины |
с резервом топлива |
0 |
||||||||||
Nогр, кВт |
280 |
261 |
силов. установки |
136* |
объем багажн. |
0,31 |
с запасом топлива |
181 |
|||||||||
nдв, 60/с |
6016 |
6016 |
6016 |
подъемн. установки |
316* |
ОПЕРЕНИЕ |
размах г.о. |
1,6* |
с грузом |
||||||||
nнв, 60/с |
478* 1) |
фюзеляжа |
147* |
площадь г.о. |
0,76* |
километр. расход топлива |
0,383* |
||||||||||
nрв, 60/с |
3075* 1) |
оперен. и Р. В. |
12* |
удлинение г.о. |
3,4* |
относит. 100 км расход |
3,01* |
||||||||||
масса; уд. масса |
71,5 |
0,228* |
шасси |
32* |
сужение г.о. |
0,55* |
дальность на высоте |
515/1,53 |
|||||||||
высотность, ресурс |
1300* |
конструкции |
282* |
плечо г.о. |
4,9* |
относит. 100 км расход |
2,78* |
||||||||||
год выпуска, цена |
оборуд. и управл. |
152* |
высота в.о. |
перегоночн. дальность |
|||||||||||||
колич. пропел., диаметр |
корпуса |
343* |
площадь в.о. |
0,56* |
с запасом топлива |
||||||||||||
колич. лопастей, nвр, 60/с |
НЕСУЩИЙ И РУЛЕВОЙ ВИНТЫ |
тип |
плечо в.о. |
продолжительность |
|||||||||||||
ёмкость баков, л |
240 + |
79,5 д.б. |
диаметр |
8,08 |
1,4 |
ШАССИ |
тип и кол. опор |
л |
Примечания1) i = 12,594; ip = 1,956ДGп = -0,37%ист. инф.186, 186дв. |
||||||||
Производство до 1985 г. Выпуск 140 |
омет. площадь |
51,3* |
1,54* |
колея |
1,96 |
||||||||||||
коэф. заполнения |
0,0674* |
0,125* |
база |
||||||||||||||
сужение лопасти |
1,0 |
колеса |
|||||||||||||||
крутка лопасти |
давление, кПа |
||||||||||||||||
хорда лопасти |
0,171 |
0,138 |
|||||||||||||||
проф. концев. |
|||||||||||||||||
проф. корнев. |
|||||||||||||||||
сконц. |
|||||||||||||||||
скорн. |
|||||||||||||||||
щR |
202* |
225* |
|||||||||||||||
сТ/д |
0,154* |
0,162* |
|||||||||||||||
Мо |
0,596* |
||||||||||||||||
Vм |
0,387* |
||||||||||||||||
Мv |
0,827* |
||||||||||||||||
Т |
1540* |
99* |
|||||||||||||||
Мк |
460* |
||||||||||||||||
оз0 |
0,598* |
Размещено на http://www.allbest.ru/
Аэродинамические характеристики элементов вертолета
1. Аэродинамические характеристики фюзеляжа
расчет мощность вращение винт
Коэффициент сопротивления фюзеляжа в первом приближении можно определить по формуле:
,
где:
kб - коэффициент, учитывающий изменение сопротивления по углу атаки фюзеляжа бф;
сxf - коэффициент трение плоской пластины при числе Re = Reф;
Fф - полная смачиваемая поверхность фюзеляжа;
- коэффициент, учитывающий влияние удлинения фюзеляжа на его сопротивление;
Sмф - площадь миделя фюзеляжа;
Дсх н, Дсх ц, Дсх хв - коэффициенты, учитывающие увеличение сопротивления за счет формы носовой, центральной и хвостовой частей фюзеляжа или хвостовой балки;
Дсхнад - коэффициент сопротивления надстроек, установленных на фюзеляже (подвесные топливные баки и т. п.)
,
где:
V = 13,88 м/с - скорость набегающего потока;
lф = 7,0 м - длина фюзеляжа;
х = 1,71·105 - коэффициент кинематической вязкости, зависящий от атмосферных условий (ра = 760 мм. рт. ст., t = 15 ?С).
По графику сxf = f (Re), представленному на рисунке 3.2 [1], определим коэффициент трения, зависящий от состояния пограничного слоя сxf.
сxf H = 0 = 0,0021;
сxf H = 2000 = 0,0022.
По графику = f (лф), представленному на рисунке 3.3 [1] определим = 1,35
,
где: dэф = 1,74 - эквивалентный диаметр фюзеляжа.
Выражение определяет коэффициент сопротивления фюзеляжа, как тела вращения, при бф = 0.
Подставив в это выражение Fф = 22,0 м2 и Sмф = 2,38 м2 получим:
Коэффициент сопротивления носовой части фюзеляжа принимаем Дсx н = 0.
Коэффициент Дсx ц учитывает отличие формы поперечного сечения средней части фюзеляжа от круга. Для прямоугольного сечения Дсx ц = 0,015…0,018.
Выбираем Дсx ц = 0,016.
На рисунке 3.7 [1] представлена зависимость kб = f (бф), где для схемы вертолета №2 kб принимает следующие значения:
бф |
kб |
бф |
kб |
бф |
kб |
|
-10? |
1,1 |
-3? |
0,95 |
4? |
1,2 |
|
-9? |
1,06 |
-2? |
0,97 |
5? |
1,28 |
|
-8? |
1,02 |
-1? |
0,98 |
6? |
1,34 |
|
-7? |
0,99 |
0? |
1,0 |
7? |
1,45 |
|
-6? |
0,97 |
1? |
1,05 |
8? |
1,55 |
|
-5? |
0,95 |
2? |
1,1 |
9? |
1,68 |
|
-4? |
0,93 |
3? |
1,15 |
10? |
1,78 |
Форма хвостовой части фюзеляжа очень сильно влияет на его сопротивление. При отрыве потока в этой области возникает пониженное давление, что приводит к появлению так называемого донного сопротивления.
Для того, чтобы избежать отрыва потока хвостовая часть фюзеляжа должна иметь плавное сужение.
При удлинении лхв > 2 донное сопротивление Дсx хв исчезает, поскольку обтекание становится практически безотрывным.
- поперечное сужение хвостовой балки,
где: lхв = 4,56 - длина хвостовой балки.
Тогда Дсx хв = 0,035 при бф = 0 (рисунок 3.19 [1]).
Коэффициент сопротивления надстроек, выходящих за мидель фюзеляжа, определяем по формуле:
Таким образом, коэффициент сопротивления фюзеляжа составит:
2. Аэродинамические характеристики крыльев и хвостового оперения
Коэффициент сопротивления горизонтального оперения определим по формуле:
схго = схр0 + Дсх,
где:
схр0 = 0,008;
Дсх = 0,0006 - добавочный коэффициент, учитывающий наличие заклепок и технологическую неровность поверхности.
схго = 0,008+0,0006 = 0,0086
Коэффициент сопротивления вертикального оперения определим по той же формуле, что и схго для значений схр = 0,004 и Дсх = 0,0006. Получим:
схво = 0,004+0,0006 = 0,0046
3. Сопротивление втулок несущих и рулевых винтов
Коэффициент сопротивления втулок НВ и РВ с механическими шарнирами, отнесенный к максимальной площади их боковой проекции сх = 1,2…1,4. Для рулевого винта принимаем сх = 1,3. Sрв = 0,02 м2. Величину cx·S для несущего винта определим для значений сх = 1,3. Sнв = 0,06 м2.
4. Сопротивление шасси и других выступающих элементов
Сопротивление неубирающегося шасси определяется как сумма сопротивлений колес, стоек и подкосов.
На вертолете Хьюз-500Е установлено полозковое шасси.
Основная доля сопротивления шасси приходится на амортизационные стойки. Для подсчитанной площади шасси Sш = 0,06 м2 и сx = 1,0 получаем сxi · Si = 0,06 м2.
Коэффициенты сопротивления посадочного и проблескового огней, а так же антенны и других выступающих элементов определяем по таблице 2.2 учебного пособия [1].
Сводка лобовых сопротивлений
Наименование элемента вертолета |
сxi |
Si , м2 |
сxi · Si, м2 |
|
Фюзеляж |
0,0856 |
2,38 |
0,203728 |
|
0,0869 |
0,206822 |
|||
Втулка НВ |
1,3 |
0,06 |
0,078 |
|
Втулка РВ |
1,3 |
0,02 |
0,026 |
|
Горизонтальное оперение |
0,0086 |
0,76 |
0,006536 |
|
Вертикальное оперение |
0,0046 |
0,56 |
0,002576 |
|
Шасси |
1,0 |
0,06 |
0,06 |
|
Посадочный огонь |
1,0 |
0,03 |
0,03 |
|
Проблесковый огонь |
1,0 |
0,03 |
0,03 |
|
Антенна и некоторые выступающие элементы |
1,0 |
0,01 |
0,01 |
|
Итого: |
0,44684 |
|||
0,449934 |
бф |
kб |
У сxi·Si ·kбпри Н = 0 |
У сxi·Si ·kбпри Н = 2000 |
|
-10? |
1,1 |
0,491524 |
0,494927 |
|
-9? |
1,06 |
0,47365 |
0,47693 |
|
-8? |
1,02 |
0,455777 |
0,458933 |
|
-7? |
0,99 |
0,442372 |
0,445435 |
|
-6? |
0,97 |
0,433435 |
0,436436 |
|
-5? |
0,95 |
0,424498 |
0,427437 |
|
-4? |
0,93 |
0,415561 |
0,418439 |
|
-3? |
0,95 |
0,424498 |
0,427437 |
|
-2? |
0,97 |
0,433435 |
0,436436 |
|
-1? |
0,98 |
0,437903 |
0,440935 |
|
0? |
1,0 |
0,44684 |
0,449934 |
|
1? |
1,05 |
0,469182 |
0,472431 |
|
2? |
1,1 |
0,491524 |
0,494927 |
|
3? |
1,15 |
0,513866 |
0,517424 |
|
4? |
1,2 |
0,536208 |
0,539921 |
|
5? |
1,28 |
0,571955 |
0,575916 |
|
6? |
1,34 |
0,598766 |
0,602912 |
|
7? |
1,45 |
0,647918 |
0,652404 |
|
8? |
1,55 |
0,692602 |
0,697398 |
|
9? |
1,68 |
0,750691 |
0,755889 |
|
10? |
1,78 |
0,795375 |
0,800883 |
Здесь должен быть представлен график зависимости cxi·Si·kб = f(б)
Определение границ срыва на различных высотах
Критическая скорость Vкр определяется по графику
,
представленному на рисунке 5.13 [2]. Здесь
,
где: у = 0,0674 - коэффициент заполнения;
сymax = 1,25
Аэродинамический коэффициент силы тяги несущего винта определяем по формуле:
- тяга винта;
mвзл = 1610 - взлетная масса вертолета;
щR = 202 м/с - окружная скорость концов лопастей;
R = 4,04 м - радиус несущего винта вертолета.
H, м |
0 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
|
с, кг/м3 |
1,226 |
1,112 |
1,007 |
0,909 |
0,820 |
>
>
>
>
>
Н, м |
0 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
|
мкр |
0,36 |
0,32 |
0,30 |
0,25 |
0,22 |
(км/ч)
км/ч
км/ч
км/ч
км/ч
км/ч
Здесь должен быть представлен график зависимости Vкр = f(Н)
Среднее значение су по диску несущего винта определяем по формуле:
,
Здесь ж = 0,94 - коэффициент концевых потерь;
kТ = 1,0 - коэффициент, учитывающий влияние формы лопасти на величину силы тяги.
Определение коэффициента подъемной силы су
м = 0,1; м = 0,2; м = 0,3; Н = 0 км;
ш = 0; ; ; ; ; ; ; ; .
cy(ш) = cy0 · f(ш)
Для м = 0,1
ш |
0 |
|||||||||
f(ш) |
1,01 |
0,842677 |
0,784974 |
0,842677 |
1,01 |
1,229551 |
1,340708 |
1,229551 |
1,01 |
|
cy(ш) |
0,597648 |
0,498637 |
0,464493 |
0,498637 |
0,597648 |
0,727562 |
0,793337 |
0,727562 |
0,597648 |
Для м = 0,2
ш |
0 |
|||||||||
f(ш) |
1,04 |
0,733881 |
0,644628 |
0,733881 |
1,04 |
1,56892 |
1,902439 |
1,56892 |
1,04 |
|
cy(ш) |
0,589274 |
0,415824 |
0,365252 |
0,415824 |
0,589274 |
0,888965 |
1,07794 |
0,888965 |
0,589274 |
Для м = 0,3
ш |
0 |
|||||||||
f(ш) |
1,09 |
0,658338 |
0,550505 |
0,658338 |
1,09 |
2,078905 |
2,868421 |
2,078905 |
1,09 |
|
cy(ш) |
0,576794 |
0,348371 |
0,29131 |
0,348371 |
0,576794 |
1,100091 |
1,517878 |
1,100091 |
0,576794 |
Здесь должен быть представлен график зависимости су = f(ш)
Расчет мощности, необходимой для вращения несущего винта
1. Определение профильной мощности
Результаты расчетов профильной мощности для удобства пользования обычно представляются в безразмерном виде. Безразмерный коэффициент профильной мощности находится по формуле:
откуда:
Для приближенного определения mp используется формула:
,
где: сxp0 - осредненный по диску винта коэффициент профильного сопротивления.
Величина сxp0 находится в зависимости от среднего по диску винта значения су, которое определяется по формуле Л. С. Вильдгрубе:
,
где: kp и kТ - коэффициенты Л. С. Вильдгрубе, учитывающие влияние формы лопасти в плане на величину профильной мощности и силу тяги. Принимаем
kp = 1,0; kТ = 1,0.
Здесь:
сТ = 0,01268 - аэродинамический коэффициент силы тяги несущего винта на высоте Н = 0, рассчитанный в предыдущем разделе;
щR = 202 м/с - окружная скорость концов лопастей;
R = 4,04 м - радиус несущего винта вертолета;
у = 0,0674 - коэффициент заполнения несущего винта вертолета;
с - плотность воздуха на высоте.
По графику, представленному на рисунке 5.6 [2] определяем величину сxp0.
Полученные данные сведем в таблицу.
Для Н = 0 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
, м/с |
0 |
0,0688 |
0,1375 |
0,2063 |
0,2750 |
0,3438 |
0,4125 |
0,4813 |
|
су0 |
0,56439 |
0,56121 |
0,55187 |
0,53698 |
0,51743 |
0,49429 |
0,46867 |
0,44163 |
|
сxp0 |
0,013 |
0,0135 |
0,014 |
0,014 |
0,0145 |
0,015 |
0,016 |
0,019 |
|
mp |
0,000219 |
0,000233 |
0,000258 |
0,000286 |
0,000337 |
0,000402 |
0,000499 |
0,000691 |
|
Np, Вт |
56750,6 |
60326,35 |
66894,56 |
74117,72 |
87238,37 |
104177 |
129283,2 |
179011,2 |
Для Н = 2000 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
, м/с |
0 |
0,0688 |
0,1375 |
0,2063 |
0,2750 |
0,3438 |
0,4125 |
0,4813 |
|
су0 |
0,68724 |
0,68336 |
0,67199 |
0,65386 |
0,63005 |
0,60188 |
0,57069 |
0,53776 |
|
сxp0 |
0,015 |
0,016 |
0,017 |
0,018 |
0,02 |
0,025 |
0,03 |
0,034 |
|
mp |
0,000253 |
0,000276 |
0,000314 |
0,000368 |
0,000464 |
0,000670 |
0,000936 |
0,001236 |
|
Np, Вт |
53784,53 |
58726,25 |
66719,18 |
78271,84 |
98834,49 |
142613,1 |
199105,1 |
263114,4 |
2. Определение индуктивной мощности
Безразмерный коэффициент индуктивной мощности mi найдем из формулы подобия:
>
Величину mi можно определить по формуле:
,
где:
cТ - аэродинамический коэффициент силы тяги несущего винта;
- средняя по диску нормальная составляющая индуктивной скорости;
- коэффициент индукции одиночного несущего винта, учитывающий неравномерность распределения аэродинамической нагрузки по диску;
ж - коэффициент концевых потерь;
- коэффициент взаимовлияния, учитывающий взаимное индуктивное влияние несущего винта двухвинтовых вертолетов;
,
где:
д - угол наклона оси вихревого цилиндра (определяется из графика, представленного на рисунке 3.2 [2]);
б - угол атаки, отсчитываемый от плоскости концов абсолютно жестких лопастей. Принимаем б = - 10?.
Полученные данные сведем в таблицу.
Для Н = 0 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
, м/с |
0 |
0,0688 |
0,1375 |
0,2063 |
0,2750 |
0,3438 |
0,4125 |
0,4813 |
|
, м/с |
0 |
1,184 |
2,368 |
3,552 |
4,736 |
5,920 |
7,104 |
8,288 |
|
д |
90? |
39? |
23? |
17? |
13? |
12? |
12? |
11? |
|
0,0581 |
0,0353 |
0,0217 |
0,0153 |
0,0118 |
0,0095 |
0,0080 |
0,0069 |
||
1,04 |
1,07 |
1,13 |
1,17 |
1,26 |
1,36 |
1,46 |
1,55 |
||
mi |
0,000815 |
0,00051 |
0,00033 |
0,000242 |
0,0002 |
0,000175 |
0,000158 |
0,000144 |
|
Ni, Вт |
211065,7 |
132099,5 |
85559,05 |
62661,23 |
51845,42 |
45390,03 |
40938,29 |
37423,39 |
Для Н = 2000 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
, м/с |
0 |
0,0688 |
0,1375 |
0,2063 |
0,2750 |
0,3438 |
0,4125 |
0,4813 |
|
, м/с |
0 |
1,073 |
2,146 |
3,219 |
4,292 |
5,365 |
6,438 |
7,511 |
|
д |
90? |
45? |
26? |
18? |
14? |
13? |
12? |
11? |
|
0,0641 |
0,0418 |
0,0260 |
0,0184 |
0,0142 |
0,0116 |
0,0097 |
0,0084 |
||
Jv |
1,04 |
1,07 |
1,13 |
1,17 |
1,26 |
1,36 |
1,46 |
1,55 |
|
mi |
0,001095 |
0,000735 |
0,000482 |
0,000354 |
0,000294 |
0,000258 |
0,000233 |
0,000214 |
|
Ni, Вт |
232942,5 |
156461,3 |
102553,4 |
75406,12 |
62667,03 |
55004,37 |
49655,19 |
45438,59 |
3. Мощность на преодоление сопротивления вертолета (вредная мощность)
Мощность, необходимая на преодоление сопротивления рассчитывается по формуле:
H, м |
0 |
2000 |
|
с, кг/м3 |
1,226 |
1,007 |
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
Nх Н=0, Вт |
0 |
733,8631 |
5870,904 |
19814,3 |
46967,24 |
91732,88 |
158514,4 |
251715 |
|
Nх Н=2000, Вт |
0 |
606,947 |
4855,576 |
16387,57 |
38844,61 |
75868,38 |
131100,6 |
208182,8 |
4. Определение мощности, потребной для горизонтального полета
Потребную для горизонтального полета мощность Nр находим по следующей формуле:
,
где:
Np - профильная мощность;
Ni - индуктивная мощность;
Nx -- вредная мощность;
Для Н = 0 м
V, км/ч |
Np, Вт |
Ni, Вт |
Nx, Вт |
Nп, Вт |
|
0 |
56750,6 |
211065,7 |
0 |
267816,3 |
|
50 |
60326,35 |
132099,5 |
733,8631 |
193159,7 |
|
100 |
66894,56 |
85559,05 |
5870,904 |
158324,5 |
|
150 |
74117,72 |
62661,23 |
19814,3 |
156593,2 |
|
200 |
87238,37 |
51845,42 |
46967,24 |
186051 |
|
250 |
104177 |
45390,03 |
91732,88 |
241299,9 |
|
300 |
129283,2 |
40938,29 |
158514,4 |
328735,9 |
|
350 |
179011,2 |
37423,39 |
251715 |
468149,7 |
Для Н = 2000 м
V, км/ч |
Np, Вт |
Ni, Вт |
Nx, Вт |
Nп, Вт |
|
0 |
53784,53 |
232942,5 |
0 |
286727 |
|
50 |
58726,25 |
156461,3 |
606,947 |
215794,5 |
|
100 |
66719,18 |
102553,4 |
4855,576 |
174128,1 |
|
150 |
78271,84 |
75406,12 |
16387,57 |
170065,5 |
|
200 |
98834,49 |
62667,03 |
38844,61 |
200346,1 |
|
250 |
142613,1 |
55004,37 |
75868,38 |
273485,9 |
|
300 |
199105,1 |
49655,19 |
131100,6 |
379860,8 |
|
350 |
263114,4 |
45438,59 |
208182,8 |
516735,8 |
Расчет располагаемой мощности
Располагаемая мощность, подводимая к несущему винту вертолета, рассчитывается по формуле:
,
где:
Nд - суммарная мощность двигателей при определенной степени их дросселирования, заданных атмосферных условиях, высоте и скорости полета;
оУ - суммарный коэффициент использования мощности.
Приближенно можно считать:
,
где:
о = 0,93 - коэффициент, учитывающий потери мощности в трансмиссии, на привод различных агрегатов и др.;
оРВ - коэффициент, учитывающий потери мощности на привод рулевого винта одновинтового вертолета.
Коэффициент оРВ рассчитывается по формуле:
,
где:
NPB - мощность, идущая на привод рулевого винта.
Затраты мощности на привод рулевого винта на режиме висения приближенно можно определить по графику, представленному на рисунке 6.1 [2], зависящие от относительного радиуса рулевого винта.
>
Если на вертолете установлен газотурбинный двигатель, его мощность определяется по формуле:
,
где:
Nд взл = 280 кВт - максимальная (взлетная) мощность двигателя при стандартных атмосферных условиях и нулевой скорости полета;
= 1,0 - степень дросселирования двигателя, определяющая режим его работы;
- относительное изменение мощности от высоты.
Принимаем и - из рисунка 6.3 [2];
- относительное изменение мощности от скорости полета, которое определим по графику, представленному на рисунке 6.4 [2];
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
1,0 |
1,005 |
1,01 |
1,012 |
1,018 |
1,03 |
1,05 |
1,065 |
- относительное изменение мощности от температуры окружающего воздуха. Принимаем, что
и (из рисунка 6.5 [2])
Полученные значения суммарной мощности двигателей при определенной степени их дросселирования, заданных атмосферных условиях, высоте и скорости полета для удобства сведем в таблицу.
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
Nд Н=0, Вт |
280000 |
281400 |
282800 |
283360 |
285040 |
288400 |
294000 |
298200 |
|
Nд Н=2000, Вт |
240349,2 |
241550,9 |
242752,7 |
243233,4 |
244675,5 |
247559,7 |
252366,7 |
255971,9 |
Для полученных значений суммарной мощности определим значения располагаемой мощности двигателя:
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
Nрасп Н=0, Вт |
265524 |
266851,6 |
268179,2 |
268710,3 |
270303,4 |
273489,7 |
278800,2 |
282783,1 |
|
Nрасп Н=2000, Вт |
227923,1 |
229062,8 |
230202,4 |
230658,2 |
232025,8 |
234760,8 |
239319,3 |
242738,2 |
Здесь должен быть представлен график зависимости
Np, Ni, Nx = f(V) на высоте Н = 0
Здесь должен быть представлен график зависимости
Np, Ni, Nx = f(V) на высоте Н = 2000
Расчет расхода топлива
Для определения максимальной продолжительности и дальности полета необходимо иметь зависимость удельного расход топлива двигателя (, кг/кВт·ч) от режима их работы, скорости полета и атмосферных условий. Приближенно они могут быть определены по формуле:
Здесь:
-
удельный расход топлива при взлетной мощности;
- его изменение в зависимости от высоты и скорости полета, температуры окружающего воздуха и степени дросселирования двигателя.
(по рисунку 6.3 [2])
(по рисунку 6.3 [2])
(по рисунку 6.4 [2])
(по рисунку 6.4 [2])
(по рисунку 6.6 [2])
Километровый расход топлива рассчитывается по формуле:
,
где:
Nп - потребная мощность на заданной высоте и скорости горизонтального полета;
- удельный расход топлива двигателя;
оУ - суммарный коэффициент использования мощности.
Часовой расход топлива рассчитывается по формуле:
Полученные величины сведем в таблицу.
Для Н = 0 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
1 |
1 |
1 |
0,995 |
0,983 |
0,975 |
0,962 |
0,957 |
||
0,4039 |
0,4039 |
0,4039 |
0,4019 |
0,3971 |
0,3938 |
0,3886 |
0,3866 |
||
Nп, кВт |
267,9162 |
193,2318 |
158,3752 |
156,6315 |
186,0831 |
241,3282 |
328,7615 |
468,1731 |
|
q, кг/км |
0 |
1,79901 |
0,73725 |
0,48366 |
0,42575 |
0,43813 |
0,49075 |
0,59590 |
|
Q, кг/ч |
124,7167 |
89,9507 |
73,7247 |
72,5484 |
85,1503 |
109,5313 |
147,2251 |
208,5663 |
Для Н = 2000 м
V, км/ч |
0 |
50 |
100 |
150 |
200 |
250 |
300 |
350 |
|
1 |
1 |
1 |
0,995 |
0,983 |
0,975 |
0,962 |
0,957 |
||
0,3879 |
0,3879 |
0,3879 |
0,3860 |
0,3813 |
0,3782 |
0,3732 |
0,3712 |
||
Nп, кВт |
286,7833 |
215,8374 |
174,1589 |
170,0889 |
200,3659 |
273,5033 |
379,8767 |
516,7504 |
|
q, кг/км |
0 |
1,92990 |
0,77862 |
0,50441 |
0,44028 |
0,47688 |
0,54460 |
0,63169 |
|
Q, кг/ч |
128,2129 |
96,4950 |
77,8616 |
75,6619 |
88,0552 |
119,2189 |
163,3788 |
221,0908 |
Максимальная продолжительность полета рассчитывается по формуле:
;
,
где:
mт - масса топлива, расходуемого в полете. Приближенно величину mт можно принять равной 85 % от общего запаса топлива.
Максимальная дальность полета рассчитывается по формуле:
Здесь должен быть представлен график зависимости
Q, q = f (V) на высоте Н = 0
Здесь должен быть представлен график зависимости
Q, q = f (V) на высоте Н = 2000
Библиография
1. Игнаткин Ю. М. Аэродинамический расчет вертолета. М.: МАИ, 1987.
2. Шайдаков В. И., Трошин И. С., Игнаткин Ю. М., Артамонов Б. Л. Алгоритмы и программы расчетов в задачах динамики вертолета. М.: МАИ, 1984.
3. Шайдаков В. И. Аэродинамический расчет вертолета. М.: МАИ, 1988.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Краткая характеристика несущего винта вертолета. Определение дальности и продолжительности полета. Подбор оптимальной конструкции лонжерона лопасти несущего винта легкого вертолета, с применением программы виртуального моделирования Solid Works.
дипломная работа [3,4 M], добавлен 01.07.2012Расчет лобовых сопротивлений несущих элементов, фюзеляжа, мотогондол и подвесных баков летательного аппарата в условиях полностью турбулентного пограничного слоя. Зависимость лобового сопротивления ЛА по углу атаки. Расчет и построение поляры крыла.
курсовая работа [1,9 M], добавлен 03.12.2013Расчет тяги несущего винта и крутящего момента лопасти вертолета. Построение трехмерной модели лонжерона. Применение метода конечных элементов для определения потенциальной энергии деформации и работы внешних сил. Решение задачи устойчивости вертолета.
реферат [2,0 M], добавлен 23.09.2013Расчет геометрических характеристик фюзеляжа самолета, горизонтальное оперение. Расчет минимального коэффициента лобового сопротивления пилона. Взлетно-посадочные характеристики самолета. Построение зависимости аэродинамического качества от угла атаки.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 29.10.2012Вычисление аэродинамических характеристик исследуемой ракеты: подъемная сила, производная коэффициента подъемной силы летательного аппарата, лобовое сопротивление, момент тангажа. Структура системы SolidWorks 2014 Выбор углов атаки и скорости потока.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 20.12.2015История создания самолета, его массо-геометрические и летно-технические характеристики. Аэродинамические характеристики профиля RAF-34. Определение оптимальных параметров движения. Балансировка и расчет аэродинамических параметров заданного вертолета.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 26.08.2015Расчет сопротивления воды движению судна. Расчет контура лопасти гребного винта. Распределение толщин лопасти по ее длине. Профилирование лопасти винта. Построение проекций лопасти винта, параметры ступицы. Определение массы гребного винта судна.
курсовая работа [444,4 K], добавлен 08.03.2015Определение элементов циркуляции судна расчетным способом. Расчет инерционных характеристик судна - пассивного и активного торможения, разгона судна при различных режимах движения. Расчет увеличения осадки судна при плавании на мелководье и в каналах.
методичка [124,3 K], добавлен 19.09.2014Особенности построения теоретического профиля НЕЖ с помощью конформного отображения Н.Е. Жуковского. Геометрические параметры и сопротивление летательного аппарата. Методика определения сквозных и аэродинамических характеристик летательного аппарата.
курсовая работа [399,0 K], добавлен 19.04.2010Исследование взлетно-посадочных характеристик самолета: определение размеров крыла и углов стреловидности; расчет критического числа Маха, аэродинамического коэффициента лобового сопротивления, подъемной силы. Построение взлётной и посадочной поляр.
курсовая работа [1007,9 K], добавлен 24.10.2012