Aerodynamické zahrievanie raketovej konštrukcie. Príklad výpočtu katapultu na vzduchový štart kosmického raketového rozstupového momentu spôsobeného rotáciou lietadla okolo osi Z

Uvažuje sa o vypustení ILV s hmotnosťou 103 ton do vzduchu (vypustenie z lietadla). Katapult ho musí zrýchliť na rýchlosť, ktorá zabezpečí, že raketa opustí lietadlo bez nárazov. Raketa sa pohybuje po strmeňoch pozdĺž vodidiel a po tom, čo zostane jedna dvojica vodidiel na vodidlách, vplyvom gravitácie začne získavať uhlovú rýchlosť, v dôsledku čoho môže dôjsť ku kolízii s rampou lietadla.

Toto určuje spodnú hranicu rýchlosti vyhadzovania: uobc\u003e 12,5 m / s.

V porovnaní s mínometným odpalovaním má spustenie ILV z lietadla pomocou katapultu niekoľko výhod: nemá žiadnu silu (vlnu) a tepelný efekt horúcich plynov na lietadlo, raketa môže mať aerodynamické povrchy, rozmery rozjazdového systému sa zmenšujú, čo zjednodušuje jeho usporiadanie v nákladovom priestore, môže sa odstrániť raketa v správnej orientácii (hlava smerom k toku). Posledné uvedené výhody umožňujú použiť rýchlosť lietadla na dodanie počiatočnej rýchlosti rakete.

Používa sa katapultová schéma s dvoma ťažnými valcami. Celková hmotnosť pohyblivých častí katapultu na základe predbežných výpočtov bola stanovená na 410 kg. Pretože prevádzkový čas tohto katapultu je omnoho dlhší ako ten, ktorý sa uvažuje vyššie, uvažuje sa o schéme s dvoma GG pracujúcimi v sérii, čo umožňuje zmeniť prietok plynu v širšom rozsahu ako v schéme s jedným GG. Berúc do úvahy veľkú vzdialenosť medzi silovými valcami (2,5 m) a následne veľkú dĺžku spojovacích potrubí, uvažujú sa schémy s dvoma GG napájajúcimi obidva hnacie valce v sérii a s dvoma pármi GG, pričom každý pár napája vlastný valec. V tomto prípade sa na vyrovnanie tlakov medzi valcami používa spojovacia rúrka s priemerom 50 mm. Na základe sily rakety a podporných uzlov (prvkov, proti ktorým spočíva priečka katapultu), sa vykonali výpočty pre hodnoty celkovej sily vytvorenej katapultom: Lcat \u003d 140 ta Lcat \u003d 160 t. Všimnite si, že celková sila pôsobiaca na lietadlo na začiatku je menšia ako tieto hodnoty podľa veľkosti trecej sily v jlmoch ILV. Tento okruh používa pneumatické brzdové zariadenie. Pri výpočtoch sa vzalo do úvahy, že v okamihu, keď sa katapult spustí, vykoná lietadlo „posuvný“ manéver. V tomto prípade je uhol sklonu 24 °, čo navyše prispieva k zrýchleniu ILV v dôsledku premietania gravitačnej sily a zjavné priečne zrýchlenie gravitácie v nákladnom priestore je 3 m / s2. Nízkoteplotné balistické palivo sa používa so spaľovacou teplotou pri konštantnom tlaku 2200 K. Maximálny tlak v generátore plynu by nemal prekročiť 200 - 105 Pa.

Vo variante 1 s maximálnou silou 140 ton (schéma s dvoma pármi plynových generátorov) bol po sérii predbežných výpočtov zvolený prevádzkový čas prvej komory rovný 0,45 sa priemer otvoru dýzy bol 27 mm. Priemer kanálov v šachovnicovom telese je 4 mm, počiatočná plocha spaľovacieho povrchu prvej komory je 0,096 m2 a nábojová hmota je 1,37 kg (na každý GG). Priemer otvoru dýzy v druhej komore je 53 mm, priemer kanálov v šachovniciach je 7,7 mm, počiatočná plocha spaľovacej plochy je 0,365 m2 a hmotnosť náplne je 4,95 kg. Priemer pracovnej komory výkonového valca je 225 mm, priemer tyče je 50 mm, dráha piesta pred začiatkom brzdenia je 5,0 m.

Maximálne zrýchlenie ILV bolo 16,6 m / s2, rýchlosť rakety v okamihu oddelenia od traverzy bola 12,7 m / s (keďže dĺžka vodidiel pri použití katapultu je spravidla väčšia ako priebeh katapultovania, rýchlosť rakiet pri opúšťaní vodičov sa líši od rýchlosti, ktorú katapult dodáva rakete). Maximálna teplota vnútornej steny výkonového valca je 837 K, tyč je 558 K.

Dodatok 3 obsahuje grafy zodpovedajúce tejto možnosti. Čas zapnutia druhého HG je zvolený tak, aby tlak v hnacom valci zostal nezmenený. Berúc do úvahy rozšírenie doby vznietenia druhého GG v reálnych podmienkach, začne sa o niečo neskôr ako odhadovaný čas, takže tlaková krivka vo výkonových valcoch môže mať malý pokles. Ak sa druhý HS spustí skôr, na krivke sa objaví nežiaduce zvýšenie tlaku. Na obr. A3.1 znázorňuje závislosť tlakov v generátore plynu, pracovných valcoch a v brzdovej komore na pohybe pohyblivých častí katapultu. Znázornenie tlaku ako funkcie dráhy umožňuje jasnejšie vyhodnotiť účinnosť pracovného cyklu katapultu, pretože práca, ktorú vykonáva, je úmerná integrálu sily (tlaku) pozdĺž dráhy. Ako je možné vidieť z kriviek, plocha integrandu je blízko maximálnej možnej hodnoty (berúc do úvahy obmedzenie maximálnej sily). Použitie dvojstupňového HG umožňuje vysokú rýchlosť.

Pri možnosti 2 (katapult vyvíjajúci silu 160 ton) sa priemer hnacieho valca zväčšil na 240 mm, priemer tyče sa zvýšil na 55 mm. Po sérii predbežných výpočtov bol zvolený prevádzkový čas prvej komory rovný 0,45 sa priemer otvoru dýzy bol 28 mm. Priemer kanálov v šachovnicovom telese je 4 mm, počiatočná plocha spaľovacieho povrchu je 0,122 m2, vsádzková hmotnosť je 1,43 kg (na každý GG). Priemer otvoru dýzy v druhej komore je 60 mm, priemer kanálov v šachovniciach je 7,4 mm, počiatočná plocha povrchu spaľovania je 0,43 m2 a hmotnosť náplne je 5,8 kg. Súčasne bolo maximálne zrýchlenie ILV 18,5 m / s2, rýchlosť strely bola v momente oddelenia od traverzu 13,4 m / s. Maximálne teploty vnútornej steny výkonového valca (850 K), tyče (572 K) sa prakticky nezmenili.

Ďalej zvážte schému, v ktorej sú oba hnacie valce poháňané rovnakými dvoma postupne spustenými GG. Na to musíte použiť dostatočne veľký rozdeľovač (potrubie) spájajúci plynový generátor s plynovými fľašami. V tejto a nasledujúcich verziách uvažujeme, že potrubie je vyrobené z ocele so zvýšenou tepelnou odolnosťou 12MX, medzou klzu 280 MPa pri teplote 293 K a 170 MPa pri teplote 873 K, ktorá má vysoký koeficient tepelnej vodivosti.

Pri variante 3 so silou 140 t sa predpokladá, že priemer spojovacieho potrubia bude 110 mm a hrúbka steny 13 mm. Priemer hnacieho valca, rovnako ako vo verzii 1, je 220 mm, priemer tyče je 50 mm. Po sérii predbežných výpočtov bol zvolený prevádzkový čas prvej komory rovný 0,46 s a priemer otvoru dýzy bol 40 mm. Priemer kanálov v šachovnicovom telese je 16 mm, počiatočná plocha spaľovacieho povrchu je 0,43 m2 a hmotnosť náplne je 4,01 kg. Priemer otvoru dýzy druhej komory je 84 mm, priemer kanálov v šachovniciach je 8,0 mm, počiatočná plocha spaľovacej plochy je 0,82 m2 a hmotnosť náplne je 11,0 kg.

Maximálne zrýchlenie ILV bolo 16,5 m / s2, rýchlosť rakety v momente oddelenia od traverzy bola 12,65 m / s (0,05 m / s menej ako v možnosti 1). Maximálna teplota vnútornej steny výkonového valca je 755 K, tyč je 518 K (znížená o 40-80 K v dôsledku tepelných strát v potrubí). Maximálna teplota vnútornej steny potrubia je 966 K. Je to dosť vysoká, ale celkom prijateľná teplota, vzhľadom na to, že hrúbka zóny, v ktorej je pevnosť v ťahu materiálu znateľne znížená zahrievaním, je iba 3 mm.

Pri variante katapultovania, ktorý vyvinie silu 160 ton (variant 4), sa priemer hnacieho valca rovná 240 mm, priemer tyče je 55 mm a priemer potrubia je 120 mm. Po sérii predbežných výpočtov bol zvolený prevádzkový čas prvej komory rovný 0,46 s a priemer otvoru dýzy bol 43 mm. Priemer kanálov v šachovniciach je 16 mm, počiatočná plocha spaľovania je 0,515 m2 a hmotnosť náplne je 4,12 kg. Priemer otvoru dýzy v druhej komore je 90 mm, priemer kanálov v šachovniciach je 7,8 mm, počiatočná plocha povrchu spaľovania je 0,95 m2 a hmotnosť náplne je 12,8 kg. Zároveň je maximálna akcelerácia ILV 18,4 m / s2, rýchlosť strely v čase oddelenia od traverzy je 13,39 m / s. Maximálna teplota vnútornej steny výkonového valca je 767 K, tyč je 530 K. Maximálna teplota vnútornej steny potrubia je 965 K. Pokles priemeru potrubia na 95 mm vedie k zvýšeniu teploty jeho stien na 1075 K, čo je stále prípustné.

Na záver sa pozrime na vplyv počtu GG na spoľahlivosť katapultu. Jednostupňový GG poskytne maximálnu spoľahlivosť pri minimálnej rýchlosti vystreľovania rakety. V prípade, že sa GH nespustí, k nehode nedôjde. Miera emisií sa môže zvýšiť zvýšením rýchlosti spaľovania paliva, ukazovateľa v zákone o spaľovaní, tlaku na konci operácie GG na 60 - 80 MPa (tlak v tlakových fľašiach a potrubí zostáva nezmenený), priemeru potrubia (počiatočný objem).

Všeobecný dvojstupňový GG má menšiu spoľahlivosť, ale poskytuje zvýšenie rýchlosti vystreľovania rakety. V prípade nezačatia druhej etapy nastane jedna z nasledujúcich možností: raketa je vypustená nízkou rýchlosťou, s vylúčením jej ďalšieho použitia sa raketa dotýka lietadla s malými následkami (neschopnosť úplne uzavrieť rampu,

nemožnosť následného natlakovania nákladného priestoru), deformácie alebo dopadu rakety na lietadlo, čo má za následok poruchy alebo požiar av konečnom dôsledku smrť lietadla. Na zvýšenie spoľahlivosti v tomto prípade je možné prijať nasledujúce opatrenia, aby sa zabránilo zhoršeniu vývoja udalostí, zdvojeniu spúšťacích systémov hlavného generátora druhej etapy a zvýšeniu doby prevádzky hlavného generátora prvej etapy (v dôsledku čoho rýchlosť výstupu rakety, keď je v prevádzke len hlavný generátor prvej fázy, sa tak zvýši, že následky nespustenia nebudú také nebezpečné). , zmena konštrukcie lietadla, s výnimkou jeho nehody, keď raketa vychádza z nižšej rýchlosti. Je potrebné poznamenať, že v uvažovaných variantoch, keď sa spustí iba prvý GG, rýchlosť úniku rakety sa zníži o 3-4 m / s.

Ohrievacie telesá pohybujúce sa vysokou rýchlosťou vo vzduchu alebo inom plyne

animácie

popis

Aerodynamické zahrievanie je zahrievanie telies pohybujúcich sa vysokou rýchlosťou vo vzduchu alebo inom plyne Aerodynamické zahrievanie je výsledkom skutočnosti, že molekuly vzduchu (plynu), ktoré útočia na telo, sú spomalené v blízkosti tela. Ak sa let vykonáva nadzvukovou rýchlosťou, spomalenie nastane predovšetkým v nárazovej vlne, ktorá sa vyskytuje pred telom. Pri spomaľovaní molekúl vzduchu v medznej vrstve, priamo na povrchu tela, sa zvyšuje energia ich chaotického pohybu, čo vedie k zvýšeniu teploty plynu v tejto vrstve a k aerodynamickému zahrievaniu tela. Napríklad, keď nadzvukové lietadlo letí rýchlosťou 1 km / s, teplota spomalenia je asi 700 K, a keď kozmická loď vstúpi do atmosféry Zeme pri prvej kozmickej rýchlosti (~ 7,6 km / s), teplota spomalenia dosiahne 8300 K. Ak v prvom prípade teplota kože lietadla môže byť blízka stagnačnej teplote, potom v druhom prípade sa povrch kozmickej lode nevyhnutne začne zrútiť v dôsledku neschopnosti materiálov odolávať takým vysokým teplotám.

Maximálna teplota, na ktorú sa plyn môže ohrievať v blízkosti pohybujúceho sa telesa, je blízko k tzv. Stagnačnej teplote T 0:

,

kde je teplota privádzaného vzduchu;

V je rýchlosť letu tela;

c р - špecifická tepelná kapacita plynu pri konštantnom tlaku.

So zvyšovaním rýchlosti tela sa zvyšuje teplota vzduchu za nárazovou vlnou a v medznej vrstve.

Stupeň aerodynamického zahrievania významne závisí od tvaru tela, čo sa berie do úvahy zavedením koeficientu aerodynamického odporu Cx. Existujú dva typy aerodynamického zahrievania: konvekčné a žiarenie. Konvektívne zahrievanie je prenos tepla z oblasti medznej vrstvy na povrch pohybujúceho sa objektu pomocou vedenia tepla a difúzie. Radiačné zahrievanie je prenos tepla v dôsledku žiarenia molekúl plynu. Pomer tepelných tokov konvekcie a žiarenia závisí od rýchlosti objektu. Až do hodnôt prvej kozmickej rýchlosti prevláda konvekčné zahrievanie, pri druhej kozmickej rýchlosti (~ 11200 m / s) sú konvekčné a žiarivé toky približne rovnaké a pri rýchlostiach vyšších ako 13 000 m / s sa radiálny tepelný tok stáva prevládajúcim tokom tepla.

Charakteristiky aerodynamického zahrievania plynov sa skúmajú v zariadeniach nazývaných rázové trubice. Rázová vlna sa môže vytvoriť výbuchom, elektrickým výbojom atď.

Časové charakteristiky

Počiatočný čas (log na -1 až 2);

Životnosť (log tc od 13 do 15);

Čas degradácie (log td od -1 do 2);

Optimálny čas vývoja (log tk od 1 do 2).

diagram:

Technické realizácie účinku

Technická realizácia účinku

Aerodynamické vykurovanie je spojené s problémom „tepelnej bariéry“, ktorý sa vyskytuje pri vývoji nadzvukových lietadiel a nosných rakiet. Aerodynamické zahrievanie zohráva dôležitú úlohu, keď sa kozmická loď vracia do zemskej atmosféry, ako aj keď planéty vstupujú do atmosféry s rýchlosťami rádovo druhej vesmírnej rýchlosti a vyššou. Na boj proti aerodynamickému vykurovaniu sa používajú špeciálne systémy tepelnej ochrany.

Aerodynamické zahrievanie zvyčajne zohráva úlohu negatívneho faktora. Na boj proti aerodynamickému vykurovaniu sú lietadlá vybavené špeciálnymi systémami tepelnej ochrany. Existujú aktívne a pasívne metódy tepelnej ochrany. Pri aktívnych metódach je plynné alebo kvapalné chladivo tlačené na chránený povrch. Plynné chladivo, ako to bolo, blokuje povrch pred účinkami vysokoteplotného prostredia a kvapalné chladivo, ktoré tvorí ochranný film na povrchu, absorbuje teplo, ktoré sa blíži k povrchu v dôsledku zahrievania a odparovania filmu, ako aj následného zahrievania pár. Pri pasívnych metódach tepelnej ochrany sa účinok tepelného toku preberá špeciálne navrhnutým vonkajším plášťom alebo špeciálnym povlakom naneseným na hlavnú štruktúru. Najrozšírenejšia je tepelná ochrana pomocou kolapsu povrchov, pri ktorých sa tepelný tok vynakladá na procesy topenia, odparovania a sublimácie chemických reakcií. Materiály takýchto povlakov sú sklenené vlákna a iné plasty na organických a organokremičitých spojivách. Sľubné sú aj kompozície uhlíka a uhlíka.

Ak je zahrievanie nábojov a rakiet pri nízkych letových rýchlostiach nízke, potom sa pri vysokých rýchlostiach stáva vážnou prekážkou rozvoja lietadiel. Tieto vozidlá sú ohrievané teplom vyžarovaným slnkom a teplom emitovaným motormi a riadiacim zariadením. Okrem toho sa zohrievajú pri náraze na vzduch.

Najdôležitejšiu úlohu zohrieva ohrev zo vzduchu, najmä pri návrate balistických rakiet do atmosféry. Keď sa lietadlo pohybuje vo vzdušnom prostredí, vytvára sa teplo spôsobené trením vzduchu proti povrchu rakety a hlavne kompresiou vzduchu pred lietajúcim telom.

Ako viete, sovietska raketa vypustená do Tichého oceánu vyvinula rýchlosť viac ako 7200 m / s. Ak by sa táto rýchlosť počas návratu do atmosféry zachovala a zabezpečilo by sa úplné spomalenie vzduchu pred raketou, potom by sa, ako ukazuje elementárny výpočet založený na rovnici úspory energie pre stlačiteľné plyny, teplota vzduchu pred raketou mohla zvýšiť o takmer 26 000 °.

Položme si však niekoľko otázok. Po prvé, zohrieva sa vzduch pred raketou v dôsledku kompresie na vypočítanú teplotu? Odpoveď znie nie. Teoreticky by úplné spomalenie vzduchu pred prúdiacim telesom, ktorým je strela alebo raketa, malo nastať iba v jednom bode, konkrétne pred špičkou nosa. Na zvyšku povrchu nastáva iba čiastočné vzduchové brzdenie. Preto je celkové ohrev vzduchu v blízkosti lietadla oveľa menší. Okrem toho, keď sa vzduch pred raketou zohrieva a zvyšuje hustotu, menia sa najmä jeho termodynamické vlastnosti, najmä sa zvyšuje špecifická tepelná kapacita a ohrievanie vzduchu je menšie. Nakoniec sa molekuly vzduchu zahriate na absolútnu teplotu 2 500 - 3 000 ° začnú "rozdeliť" na atómy. Atómy sa menia na ióny, to znamená, že strácajú elektróny. Tieto procesy (disociácia a ionizácia) tiež spotrebúvajú určité množstvo tepla a znižujú teplotu vzduchu.

Po druhé, odovzdáva sa počas letu všetok vzduch vo vzduchu do strely alebo rakety? Ukázalo sa, že nie. Ohrievaný vzduch odovzdáva veľa tepla okolitým vzduchom prostredníctvom prenosu tepla a tepelného žiarenia.

Po tretie, ak sa vzduch pred lietajúcim telesom zahreje na určitú teplotu, znamená to, že raketa sa zohreje na rovnakú úroveň? Tiež nie. Plášť bude mať vždy teplotu nižšiu ako okolitý vzduch.

Lietadlo súčasne s prijímajúcim teplom vydáva teplo okolitému vzduchu a ochladzuje v dôsledku žiarenia. Všeobecne sa zariadenie zahreje na teplotu, pri ktorej sa vytvorí určitá komplexná tepelná rovnováha.

Aby bolo možné odhadnúť pravdepodobné zahrievanie strely alebo rakety za letu, je potrebné najprv vedieť, pri akej rýchlosti a ako dlho bude lietať vzduchovými vrstvami danej hustoty a teploty. Pri prenikaní do atmosféry je pobyt balistickej strely v relatívne hustej atmosfére veľmi krátky a meria sa v sekundách. V skutočnosti sa vyvíja vysoká rýchlosť už pri východe z atmosféry, tj tam, kde je vzduch veľmi zriedkavý.

Všetky tieto okolnosti spolu vedú k skutočnosti, že intenzita zahrievania rakety počas letu smerom nahor, hoci významná, je celkom prijateľná bez prijatia špeciálnych konštruktívnych opatrení.

Po návrate do atmosféry čakajú na raketu (jej hlavicu) podstatne väčšie ťažkosti. Okrem vysokých aerodynamických zaťažení sa tu môže vyskytnúť tzv. „Tepelný zdvih“ spojený s rýchlym zvýšením teploty rakety.

V krátkosti uvádzame niektoré spôsoby boja proti ohrevu lietadiel uvedené v zahraničnej literatúre *. Po prvé, zníženie rýchlosti ich núteného pohybu v atmosfére (napríklad pri návrate rakety) pomocou vzduchových bŕzd, padákov, brzdových motorov atď. Po druhé, použitie žiaruvzdorných a žiaruvzdorných materiálov na konštrukciu opláštenia. Po tretie, použitie materiálov alebo povlakov na škrupinu, ktoré sa vyznačujú vysokou emisivitou, to znamená schopnosťou odvádzať viac tepla do vesmíru. Po štvrté, starostlivé leštenie povrchu, ktoré zlepšuje jeho odrazivosť. Po piate, tepelná izolácia hlavných konštrukčných jednotiek, t.j. zníženie rýchlosti zahrievania nanesením vrstvy látky s nízkou tepelnou vodivosťou na povrch alebo vytvorením vrstvovo-poréznej tepelnoizolačnej súpravy medzi vonkajšou a vnútornou kožou.

* (Letecká spoločnosť # 2478.)

Napriek tomu sa pri veľmi vysokých rýchlostiach vyvíjajú teploty, pri ktorých nie sú vhodné ani kovy, ani iné materiály, bez toho, aby sa prijali opatrenia na nútené ochladenie pokožky. Šiestym spôsobom je preto vytvorenie núteného chladenia, ktoré sa dá vytvoriť rôznymi spôsobmi v závislosti od účelu lietadla.

Raketové hlavice sú niekedy pokryté tzv. Pálivými krytmi. Pokles teploty sa v tomto prípade dosiahne vytvorením takých vrstiev ochranného plášťa, ktoré sú určené na topenie a horenie. Takto absorbujú teplo a bránia mu dosiahnuť hlavné konštrukčné prvky. Keď sa povrchová vrstva topí alebo odparuje, vytvára sa súčasne ochranná vrstva, ktorá znižuje prenos tepla do zvyšku štruktúry.

Účinnosť lietadla na súčasnej úrovni ich vývoja priamo súvisí s riešením tepelného problému. Vrcholom úspechov v tejto oblasti boli lety na kruhovej obežnej dráhe s návratom sovietskych kozmonautov Yu. A. Gagarin a GS Titov na Zem.

Základné údaje o zahraničných riadených strelách a raketách*

Názov a krajina Maximálny dosah letu, km Maximálna výška letu, km Maximálna rýchlosť Počiatočná hmotnosť Motory (ťah) Približné geometrické rozmery, m Začiatočný typ Navádzací systém Riadiace orgány Poplatok za bojovú hlavicu (ekvivalent TNT) Ďalšie údaje
dĺžka zametanie maxim. priemer tela
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14
Balistické strely
Atlas (USA) 10 000 do 1 300 asi 7 km / s 115 - 118 t Prvý stupeň - 2 raketové motory na kvapalné palivo (každý s hmotnosťou 75 ton), druhý stupeň - motor na kvapalné palivo (27 ton) 24 3 Stacionárne pozemné polohy Kombinované (inerciálne a rádiové povely) Odklopné komory LPRE s otočným závesom a 2 vernierové motory jadrový
„Titan“ (USA) 10 000 do 1 300 asi 7 km / s 93 - 99 t Prvý stupeň je dvojkomorový raketový motor (136 t), druhý stupeň je raketový motor (36,6 t) 27,6 3 Stacionárne podzemné polohy inerciálnej Otočné komory s pevnými raketovými motormi a 4 spätné motory Jadrová energia (7 mgt) Nezadané do prevádzky
Minuteman (USA) 10 000 do 1 300 asi 7 km / s 34 - 36 t Prvý, druhý a tretí stupeň - tuhá látka 17 1,5 Stacionárne podzemné polohy alebo mobilné železničné plošiny inerciálnej Deflektory v štyroch dýzach prvého stupňa motora (pravdepodobne v iných stupňoch) Jadrová energia (1 mgt) Nezadané do prevádzky
Thor (USA) 2 775 do 600 asi 4,5 km / s 50 t Jednostupňový - raketový motor (68 t) 19,8 2,4 inerciálnej Odklonené spaľovacie komory pre raketové motory na kvapalné palivo a 2 jednosmerné motory (na reguláciu v konečnej časti a stabilizáciu telesa proti rotácii) Jadrová energia (4 mgt) Nosový kužeľ klesá podzvukovou rýchlosťou, stabilizovanou šiestimi dýzami
Jupiter (USA) 2 775 do 600 asi 4,5 km / s 50 t Jednostupňový - raketový motor (68 t) 18 2,6 Stacionárne pozemné zariadenia inerciálnej Odklonené spaľovacie komory motorov na kvapalné palivo. Dýza, privádzaná výfukovými plynmi generátora plynu turbočerpadla, pôsobí ako vernierový motor a stabilizuje kryt proti rotácii Jadrová energia (1 mgt) Nosový kužeľ je stabilizovaný štyrmi dýzami
Polaris (USA) 2200 do 5500 asi 4 km / s 12,6 t Prvý stupeň je tuhá pohonná látka (45 t), druhý stupeň je tuhá pohonná látka (9 t) 8,4 1,37 Z ponoriek na hladine a pod vodou a zo stacionárnych základní Inerciálny navádzací systém projektilov a ponorkový inerciálny navigačný systém Deflektory v štyroch dýzach prvého stupňa. V druhej etape je možné rovnaké zariadenie alebo 4 vernierové motory Jadrová energia (1 mgt) K palivu sa pridal práškový hliník
„Blue Stream“ (Anglicko) 4 500 do 800 asi 5,2 km / s 80 t Jednostupňová - 2 LRE (135 t) 24 3 Stacionárne podzemné zariadenia inerciálnej Odchýlka kĺbových raketových motorov a dvoch vetiev na odvádzanie plynov z turbodúchadla jadrový Nezadané do prevádzky
Pershing (USA) 480 do 160 asi 2 km / s 16 t Prvý a druhý stupeň - tuhá látka 12 Pohyblivé zariadenia inerciálnej Jadrová energia (1 mgt) Raketa má nahradiť Redstone. Nezadané do prevádzky
Redstone „USA) 320 do 130 asi 1,7 km / s 27,7 t Jednostupňový - raketový motor (34 t) 19,2 3,6 1,8 Pohyblivé zariadenia inerciálnej Aerodynamické a plynové kormidlá Jadrové alebo konvenčné
„Desiatnik“ (USA) 110 do 50 asi 1 km / s 5 t Jednostupňový - raketový motor (9 t) 14 2,13 0,76 Pohyblivé zariadenia Inerciálne a rádiové povely Aerodynamické a plynové kormidlá Jadrové alebo konvenčné
„Seržant“ (USA) 120 do 50 asi 1 km / s 5 t Jednostupňový - pevná pohonná látka (22,7 t) 10,4 1,8 0,7 Pohyblivé zariadenia inerciálnej Aerodynamické a plynové kormidlá Jadrové alebo konvenčné Raketa má nahradiť desiatnika. Nezadané do prevádzky
"Honest John" (USA) 27 do 10 asi 0,55 km / s 2,7 t Jednostupňová - pevná pohonná látka 8,3 2,77 0,584 Samohybná nosná raketa nesená vrtuľníkom Inštalácia štartovacieho rámu v azimute a elevácii. Stabilizácia rotácie Rotácia štyrmi malými motormi a naklonenými kýlmi Jadrové alebo konvenčné
"Little John" (USA) 16 nadzvukový 0,36 t Jednostupňová - pevná pohonná látka 4,422 0,584 0,318 Ľahký odpaľovač vrtuľníkov Sklopné ovládacie plochy kríža Inštalácia štartovacieho rámu v azimute a elevácii. Gyrostabilization Jadrové alebo konvenčné
„GAM - 87 A“ (USA) 1600 do 250 - 300 asi 4 km / s 9 t Jedna pevná pohonná látka Z lietadiel ako B-47, B-52 a B-58A inerciálnej Deflektor prúdu Jadrová energia (4 mgt) Balistická strela lietadla. Nezadané do prevádzky
II. Výletné strely
„Snark“ (USA) 10 000 od 300 do 15 200 m 990 km / h 28,2 t Dva štartovacie pevné palivá (každý s hmotnosťou 59 ton), jeden hlavný prúdový motor (5,9 ton) 21 12,9 Pohyblivý launcher Inertial s astronomickým korektorom gyroskopicky stabilizovanej platformy Deflektory prúdov štartovacích motorov (počas zrýchlenia), elevóny (za letu) Jadrová energia (do 20 mgt)
„Matador“ (USA) 800 (obmedzené schopnosťami zacielenia) 11 000 m 965 km / h 5,44 t (bez naštartovania motora) Jedno štartovacie tuhé palivo (23 t), jeden hlavný prúdový motor (2 t) 12,1 8,87 1,37 Pohyblivý launcher Pri modifikácii TM-61A - rádiopríkaz. Na TM-61S - ďalší hyperbolický rádio navigačný systém "Shanikl" Ovládateľný stabilizátor, vychyľovacie dosky na hornom povrchu krídla Jadrové alebo konvenčné
„Mace“ (USA) 1000 od 300 do 12 200 m 1050 km / h 6,36 t (bez naštartovania motora) Jedno štartovacie tuhé palivo (45,4 t), jeden hlavný prúdový motor (2,36 t) 13,42 7,09 Pohyblivý launcher Na modifikácii TM-76A - navádzací systém Atran, ktorý reprodukuje radarovú mapu oblasti, ktorá sa porovnáva s mapou na palube. Na TM-76V - inerciálny Stabilizátor riadenia, volant Odbočky, krídelká jadrový
„Lacrosse“ (USA) 32 (obmedzené rozsahom systému navádzania) transonický 1 t Jedna pevná pohonná látka 5,86 2,7 0,52 Rádiové velenie Pohyblivá chvostová jednotka kríža Jadrové alebo konvenčné
"Kasser" (Francúzsko) 90 V závislosti od terénu 970 km / s 1 t Dva počiatočné pevné palivá, jeden pomocný náporový prúd 3,5 3 Samohybná nosná raketa Rádiové velenie Krídla, výťahy a blatníky s kormidlami obvyklý
III. Protilietadlové rakety
Beaumark (USA) 400 20 M \u003d 2,5 ** 6,8 t Jeden štartovací raketový motor alebo motor na tuhé palivo (15,9 t), dva podporné náporové motory (10,4 t) 15 5,54 0,88 Stacionárne základne protivzdušnej obrany V počiatočnej fáze - podľa príkazov systému Sage. V poslednej fáze aktívne radarové navádzanie Vychýlenie kĺbového štartovacieho motora, výťahu, kormidla a krídel Jadrové alebo konvenčné Začína vertikálne
Nika-Ajax (USA) 40 20 M \u003d 2,5 1 040 kg, 500 kg bez naštartovania motora Jeden štartovací pohonný plyn, jeden udržiavací raketový motor (1,18 t) 10,8; 6.4 bez naštartovania motora 1,6 0,305 Stacionárne základne protivzdušnej obrany Veliteľský radar Tri hlavice s črepmi
"Nika-Hercules" (USA) 120 30 M \u003d 3,3 4 500 kg, 2 250 kg bez štartovacieho motora Jeden štartovací štvorkomorový raketový motor (alebo motor na tuhé palivo), jeden pomocný tuhý pohon 12124; 8.159 bez štartovacieho motora 2,286 0,8 Stacionárne základne protivzdušnej obrany Veliteľský radar Ovládajte povrchy na zadných okrajoch krídla kríža Konvenčné alebo jadrové
Nika-Zeus (USA) do 320 M \u003d 5 - 7 9,1 t Jeden východiskový tuhý pohonný plyn (200 t), jeden pomocný tuhý pohonný plyn 15; 9 bez naštartovania, motor Podzemné stacionárne základne protivzdušnej obrany Príkazový radar a cieľové navádzanie jadrový Vo vývoji
"Tatar" (USA) 16 M \u003d 2,5 680 kg 4,6 1,04 Z povrchových lodí V poslednej fáze pomocou rádiolokátora a poloaktívneho navádzacieho systému obvyklý Nezadané do prevádzky
Talos (USA) 100 M \u003d 2,5 3 175 kg, 1 400 kg bez štartovacieho motora Jeden východiskový pevný pohonný plyn, jeden pomocný náporový prúd 9,3; 6,25 (bez štartovacieho motora) 2,84 0,76 Od krížnikov Radarovým lúčom a poloaktívnym systémom navádzania radaru v poslednej fáze (pre rakety s konvenčnými výbušninami) Konvenčné alebo jadrové V prípade jadrového náboja nedochádza k navádzaniu. Jeden krížnik Galveston je vyzbrojený raketami Talos
"Teriér" (USA) 16 M \u003d 2,5 1 300 kg, 500 kg bez štartovacieho motora Jeden východiskový pevný hnací plyn, jeden udržiavací pevný hnací plyn 8,05; 4.5 (bez štartovacieho motora) 1,17 0,33 Od krížnikov, torpédoborcov a pobrežných zariadení Radarovým lúčom Pohyblivé krídlo kríža obvyklý
Hawk (USA) 35 od 30 do 115 00 m M \u003d 2 579 kg Jedna raketa na pevné palivo so štartovacím a udržiavacím stupňom náporu 5,11 1,245 0,356 Z mobilných jednotiek prepravovaných lietadlami a helikoptérami Príkazový radar a poloaktívny navádzací radarový systém Kormidlo na koncových okrajoch krídla kríža obvyklý Raketa je určená na boj proti lietadlám s nízkym letom
"Bloodhound" Mk-1 (Anglicko) Niekoľko desiatok kilometrov M \u003d 2 2 000 kg, 1135 kg bez štartovacích motorov Štyri štartovacie pevné palivá, dva podporné náporové motory 7,7; 6,77 (okrem štartovacích motorov) 2,869 0,546 Stacionárna základňa protivzdušnej obrany Rotácia štartovacej doštičky v azimutovom a elevačnom a poloaktívnom radarovom navádzacom systéme Oddelené alebo súčasné vychýlenie pohyblivých krídel obvyklý
Red Eye (USA) 3 5 kg 1,14 0,075 Infračervené navádzanie obvyklý Určené na obranu vojakov na bojisku pred nízko letiacimi lietadlami
IV. Protitankové náboje
Vigilent (Anglicko) 1,6 560 km / h 12 kg Jeden masívny raketový motor s dvoma stupňami náporu 0,9 0,279 0,114 Prenosná inštalácia Kancelária drôtom Ovládajte povrchy na zadných okrajoch krídla kríža. Projektil sa pomaly otáča za letu Brnenie-piercing poplatok Nevstúpili do služby
"Pye" R. V. (Anglicko) 1,6 Jeden masívny raketový motor s dvoma stupňami náporu 1,524 0,71 0,152 Z inštalácií vozidla alebo zo zeme Kancelária drôtom Priehyb trysky Brnenie-piercing poplatok Nevstúpili do služby
S. S. 10 „Nord“ (Francúzsko) 1,6 290 km / h 15 kg Jeden masívny raketový motor s dvoma stupňami náporu 0,86 0,75 0,165 Od automobilových inštalácií, vrtuľníkov a lietadiel Kancelária drôtom Vibračné spojlery na zadných okrajoch krídla kríža Náboj s pancierovaním (pre pancierovanie do 400 mm)
S. S. 11 „Nord“ (Francúzsko) 3,5 do 700 km / h 29 kg Jeden masívny raketový motor s dvoma stupňami náporu 1,16 0,5 0,165 Z terénu autá, vrtuľníky a lietadlá Kancelária drôtom Vibračný deflektor prúdu výfukových plynov v druhom stupni, ktorý vytvára asymetriu ťahu v požadovanom smere. Projektil sa pomaly otáča za letu Náboj s pancierovaním (pre pancierovanie do 510 mm)
Davy Crockett (USA) 3,2 Jedna pevná pohonná látka 1,5 0,15 S manuálnou inštaláciou bazooka Jadrová energia (menej ako 1 kt) Nevstúpili do služby
V. Strely lietadiel
Hound Dog (USA) asi 500 km 18 000 m 2125 km / h 4500 kg Jeden prúdový motor (3,4 t) 12,8 3,66 Od strategických bombardérov B-52S a B-52H inerciálnej Ovládacie plochy na prove (vzor kačíc), krídelká a kormidlo Jadrová energia (2 mgt)
Bulpup (USA) 8 (závisí od viditeľnosti strely a cieľa) 2 250 km / h 260 kg 3,4 1,1 0,3 Z lietadiel založených na nosičoch alebo taktických lietadlách Rádiové povely z lietadla pri vizuálnom sledovaní projektilu pomocou indikátorov Ovládacie plochy na prove (vzor kačice) obvyklý
Quayle (USA) 320 Nadmorská výška sa rovná letovej nadmorskej výške dopravného lietadla 966 km / h 500 kg Jeden prúdový motor (1,1 t) 4,04 1,68 Od strategických bombardérov B-47 a B-52 Rádiové príkazy z lietadla alebo pomocou autopilota s predbežným programom Kormidlá a Elevons nie Projektil je nosičom zariadení na rušenie. Nevstúpili do služby
„Blue Steel“ (Anglicko) asi 600 Malé až 27 km 1 700 km / h (pri potápaní M-2 a viac) 6 800 kg Jeden dvojkomorový raketový motor (8 t) 11 4,1 Od atentátnikov Victor a Vulcan inerciálnej Ovládacie plochy na prove, krídla a kormidlo jadrový Nevstúpili do služby
Vi. Vzduchové bojové nádrže
Eagle (USA) 50 - 160 (podľa iných zdrojov - 320) M \u003d 3 900 kg Jeden raketový motor alebo pevná pohonná látka 4,5 0,35 Z podzvukového stíhacieho lietadla (typu „Missailier“) Radarové diaľkové ovládanie z nosného lietadla alebo zo zeme. V poslednej fáze (od 16 km) - aktívny radarový navádzanie jadrový Nevstúpili do služby
Falcon (USA) 8 M \u003d 2,5 68 kg Jedna pevná pohonná látka 2,17 0,66 0,164 Z bojových lietadiel Modifikácia GAR-3 je poloaktívny radarový navádzací systém. GAR-4- Ovládajte povrchy na zadnom okraji krídla kríža obvyklý
Sidewinder (USA) 5 (v závislosti od poveternostných podmienok) M \u003d 2,5 70 kg Jedna pevná pohonná látka 2,87 0,508 0,122 Z bojových lietadiel Infračervený navádzací systém Krížové ovládacie plochy v prove (kačica) obvyklý
Sparrow (USA) 8 M \u003d 2,3 172 kg Jeden raketový motor (predinštalovaný) 3,6 1,0 0,228 Od bojovníkov na nosiči Poloaktívny radarový navádzací systém Krížový perie obvyklý
Firestreak (Anglicko) 6,4 15 000 M \u003d 2 136 kg Jedna pevná pohonná látka 3,182 0,747 0,22 Z bojových lietadiel Infračervený navádzací systém Krížové riadiace plochy Zadné obvyklý
„A. A. 20“ (Francúzsko) 4 M \u003d 1,7 134 kg, 144 kg (projektil proti pozemným cieľom) Jeden masívny raketový motor s dvoma stupňami náporu 2,6 0,8 0,25 Z bojových lietadiel Navádzací systém rádiového zabezpečenia (pilot vidí strela na stopovacích zariadeniach) Vibračné reaktívne deflektory pre asymetrický ťah obvyklý Počas letu sa projektil otáča

* (Uvedené údaje sa požičiavajú od zahraničnej tlače (hlavne od „letu“ č. 2602 a 2643). Prázdne miesta neuvádzajú žiadne zverejnené informácie.)

AERODYNAMICKÉ VYKUROVANIE

Ohrievanie telies pohybujúcich sa vysokou rýchlosťou vzduchom alebo iným plynom. A. n.– dôsledok skutočnosti, že molekuly vzduchu, ktoré útočia na telo, sú inhibované v blízkosti tela. Ak sa let vykonáva nadzvukovým zvukom. rýchlosť, spomalenie nastane predovšetkým v rázovej vlne, ktorá sa vyskytuje pred telom. K ďalšiemu spomaleniu molekúl vzduchu dochádza priamo na samom povrchu tela, vrátane napr. hraničná vrstva. Keď je prietok molekúl vzduchu spomalený, zvyšuje sa energia ich chaotického (tepelného) pohybu, to znamená, že sa zvyšuje teplota plynu v blízkosti povrchu pohybujúceho sa telesa. Max. temp-pa, na ktorý sa môže plyn zohriať v blízkosti pohybujúceho sa telesa, je blízko tzv. Temp \u003d spomalenie: T0 \u003d Tn + v2 / 2cp, kde Tn je vstupná teplota vzduchu-pa, v je rýchlosť letu tela, porovnaj. tepelná kapacita plynu pri konštantnej hodnote. Tlak. Takže napríklad pri lietaní nadzvukový. lietadla s trojnásobnou rýchlosťou zvuku (približne 1 km / s), rýchlosť spomalenia pa je približne. 400 ° C a pri vchode do vesmíru. aparát do zemskej atmosféry z 1. kozmu. rýchlosť (približne 8 km / s), teplota brzdenia dosiahne 8000 ° C. Ak v prvom prípade to trvá dosť dlho. za letu môže byť teplota pa lietadla blízko teploty spomalenia, potom v druhom prípade povrchu priestoru. Zariadenie sa nevyhnutne začne zrútiť kvôli neschopnosti materiálov odolávať takým vysokým teplotám.

Z oblastí s nárastom. teplo-rojové teplo sa prenáša na pohybujúce sa telo, A. n. Existujú dve formy A. n. - konvekčné a žiarenie. Konvekčné zahrievanie je dôsledkom prenosu tepla z vonkajšej „horúcej“ hraničnej vrstvy na povrch tela pomocou móla. tepelná vodivosť a prenos tepla pri pohybe makroskopicky. prvky životného prostredia. Kvantitatívne je konvekčný tepelný tok qk určený z pomeru: qk \u003d a (Te-Tw), kde Te je rovnovážna teplota-pa (limitná teplota-pa, na ktorú by sa povrch tela mohol zahriať, ak by nedošlo k odstráneniu energie), Tw - skutočná teplota povrchu a - koeficient. konvekčný prenos tepla, ktorý závisí od rýchlosti a nadmorskej výšky letu, tvaru a veľkosti tela, ako aj od ďalších faktorov. Rovnovážna teplota-pa Te je blízko brzdnej teploty. Koeficient závislosti. a z uvedených parametrov je určená režimom toku v hraničnej vrstve (laminárne alebo turbulentné). V prípade turbulentného prúdenia je konvekčné zahrievanie intenzívnejšie. Dôvodom je skutočnosť, že okrem móla. tepelná vodivosť, turbulentné pulzácie rýchlosti v hraničnej vrstve začínajú hrať dôležitú úlohu pri prenose energie.

So zvyšovaním rýchlosti letu sa zvyšuje teplota vzduchu za nárazovou vlnou a v medznej vrstve, v dôsledku čoho dochádza k disociácii a ionizácii molekúl. Výsledné atómy, ióny a elektróny sa rozptyľujú do chladnejších oblastí - na povrch tela. Tam dochádza k reverznej reakcii (rekombinácii), ktorá pokračuje s uvoľňovaním tepla. To dáva doplnok. príspevok ku konvekčnému A. n.

Po dosiahnutí letovej rýchlosti \u003d 5000 m / s, temp-pa za nárazovou vlnou dosiahne hodnoty, pri ktorých plyn začne vyžarovať energiu. V dôsledku sálavého prenosu energie z oblastí s rastúcou intenzitou. teplotný roj na povrch tela spôsobuje žiarenie. teplo. V tomto prípade najväčšiu úlohu hrá žiarenie vo viditeľných a UV oblastiach spektra. Pri lietaní v zemskej atmosfére rýchlosťou pod 1. kozmickým žiarením. v porovnaní s konvekčným je ohrev malý. V 2. kozme. rýchlosť (11,2 km / s), ich hodnoty sa približujú a pri letových rýchlostiach 13 - 15 km / sa vyššie, čo zodpovedá návratu objektov na Zem po odlete na iné planéty, hlavné. Príspevok už predstavuje žiarenie. teplo.

A. n. hrá dôležitú úlohu pri návrate vesmíru do zemskej atmosféry. zariadení. Bojovať proti A. n. lietať. zariadenia sú vybavené špeciálmi. systémy tepelnej ochrany. Existujú aktívne a pasívne metódy tepelnej ochrany. Pri aktívnych metódach sa plynné alebo kvapalné chladivo nútene dodáva na chránený povrch a preberá hlavné. časť tepla vstupujúceho na povrch. Plynné chladivo, ako to bolo, blokuje povrch pred účinkami vysokoteplotnej ext. prostredie a kvapalné chladivo, ktoré tvorí ochranný film na povrchu, absorbuje teplo vhodné pre povrch v dôsledku zahrievania a odparovania filmu, ako aj následného zahrievania pár. Pri pasívnych metódach tepelnej ochrany sa predpokladá účinok tepelného toku zo špeciálneho hľadiska. konštruované navonok. škrupina alebo špeciálna povlak nanesený na podklad. dizajnu. Radiačná tepelná ochrana je založená na vonkajšom použití. škrupina materiálu, ktorá udržuje pri vysokej teplote-pax dostatočné mechanické. sila. V tomto prípade je takmer všetok tepelný tok, ktorý sa blíži k povrchu takého materiálu, znovu emitovaný do okolitej výroby.

Najrozšírenejší v raketovom priestore. zariadenia dostali tepelnú ochranu pomocou deštrukčných vrstiev, keď je chránená konštrukcia pokrytá vrstvou špeciálneho. materiál, ktorého časť pod vplyvom tepelného toku môže byť zničená v dôsledku procesov topenia, odparovania, sublimácie a chemikálie. reakcie. V tomto prípade DOS. časť vhodného tepla sa vynakladá na vykonávanie rozkladu. fyzikálne a chemické transformácie. Ďalšie prekážky. účinok nastáva v dôsledku fúkania do ext. prostredie relatívne studených plynných produktov ničenia materiálu chrániaceho teplo. Príkladom dezintegrujúcich tepelných ochranných povlakov je laminát a iné organické plasty. a organokremičitý. spojiva. Ako prostriedok na ochranu lietadla pred A. n. tiež používali kompozity uhlík-uhlík. materiálov.

  • - v mestskom plánovaní - štandardný koeficient tlaku vetra alebo čelný odpor povrchu konštrukcie, budovy alebo konštrukcie, ktorým sa vynásobí vysokorýchlostný tlak vetra na získanie statického ...

    Stavebný slovník

  • - prvá výskumná inštitúcia v Rusku, ktorá vykonáva výskum v oblasti teoretickej a experimentálnej aerodynamiky ...

    Encyklopédia technológie

  • - výpočet pohybu lietadla ako významného bodu za predpokladu, že sú splnené podmienky rovnovážneho stavu ...

    Encyklopédia technológie

  • - súbor opatrení a metód, ktoré na experimentálnych inštaláciách a stojanoch alebo v letových podmienkach vykonávajú modelovanie vzdušných prúdov a interakciu prúdov so skúmanými ...

    Encyklopédia technológie

  • - oblasť vírivého toku za lietajúcim lietadlom alebo iným lietadlom ...

    Encyklopédia technológie

  • - zvýšenie teploty telesa pohybujúceho sa vysokou rýchlosťou vo vzduchu alebo inom plyne. A. i. Je výsledkom spomalenia molekúl plynu v blízkosti povrchu tela. Takže pri vchode do kozmického ...

    Prírodná veda. encyklopedický slovník

  • - Aerodynamická sila a moment ...
  • - zahrievanie telies pohybujúcich sa vysokou rýchlosťou vzduchom alebo iným plynom. A. n. - výsledok skutočnosti, že molekuly vzduchu, ktoré útočia na telo, sú spomalené v blízkosti tela. Ak sa let uskutoční s ...

    Veľká sovietska encyklopédia

  • - ...

    Dohromady. Od seba. Hyphened. Slovník, referencie

  • - ...

    Pravopisný slovník ruského jazyka

  • - AERODYNAMIKA, - a dobre. Pobočka aeromechaniky, ktorá študuje pohyb vzduchu a iných plynov a interakciu plynov s telom v ich prúde ...

    Vysvetľujúci slovník Ozhegova

  • - AERODYNAMICKÝ, aerodynamický, aerodynamický. adj. do aerodynamiky ...

    Ushakovov výkladový slovník

  • - aerodynamické prispôsobenie. 1.rel. s podstatným menom s ňou spojená aerodynamika 2 ...

    Efremova vysvetľovací slovník

  • - ...

    Referenčný slovník pravopisu

  • - aerodynamika “...

    Ruský slovník pravopisu

  • - ...

    Formy slov

"AERODYNAMICKÉ VYKUROVANIE" v knihách

Vysokofrekvenčné vykurovanie

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (YOU) autora TSB

Aerodynamický moment

TSB

Aerodynamické vykurovanie

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (AE) autora TSB

Dielektrické vykurovanie

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (DI) autora TSB

Indukčné vykurovanie

TSB

Infračervené kúrenie

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (IN) autora TSB

Kúrenie kovom

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (HA) autora TSB

Aerodynamická dráha

Z knihy Veľkej sovietskej encyklopédie (SL) autora TSB

7.1.1. ODOLNÉ VYKUROVANIE

autor Tím autorov

7.1.1. ODOLNÝ TEPEL Počiatočné obdobie. Prvé experimenty s ohrevom vodičov s elektrickým prúdom sa datujú do 18. storočia. V roku 1749, B. Franklin (USA), pri štúdiu vypúšťania Leydenovej nádoby, objavil ohrev a roztavenie kovových drôtov a neskôr

7.1.2. ELEKTRICKÉ VYKUROVANIE

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.1.2. ELEKTRICKÉ VYKUROVANIE Počiatočné obdobie. V rokoch 1878-1880. V. Siemens (Anglicko) vykonal niekoľko prác, ktoré tvorili základ pre vytvorenie oblúkových pecí s priamym a nepriamym ohrevom, vrátane jednofázovej oblúkovej pece s kapacitou 10 kg. Boli požiadaní, aby použili magnetické pole

7.1.3. INDUKČNÉ VYKUROVANIE

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.1.3. INDUKČNÉ TEPLO Počiatočné obdobie. Indukčné zahrievanie vodičov je založené na fyzikálnom fenoméne elektromagnetickej indukcie, ktorý objavil M. Faraday v roku 1831. Teóriu indukčného zahrievania začal vyvíjať O. Haviside (Anglicko, 1884), S. Ferranti, S. Thompson, Eving. ne

7.1.4. DIELECTRICKÉ VYKUROVANIE

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.7.5. PLASMOVÉ VYKUROVANIE

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.7.5. PLASMOVÉ VYKUROVANIE Počiatočné obdobie. Začiatok prác na plazmovom ohreve sa datuje do 20. rokov 20. storočia. Termín „plazma“ predstavil I. Langmuir (USA) a pojem „kvazineutrálny“ - W. Schottky (Nemecko). V roku 1922 H. Gerdien a A. Lotz (Nemecko) uskutočňovali experimenty s plazmou získanou pri

7.1.6. ELEKTRONICKÉ VYTÁPANIE PÁRY

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.1.6. ELEKTRONICKÉ VYTÁPANIE PÁRY Počiatočné obdobie. Technológia ohrievania elektrónovým lúčom (tavenie a rafinácia kovov, rozmerové spracovanie, zváranie, tepelné spracovanie, odparovanie, dekoratívna úprava povrchu) je založená na úspechoch fyziky,

7.1.7. LASEROVÉ VYKUROVANIE

Z knihy História elektrotechniky autor Tím autorov

7.1.7. LASEROVÉ VYKUROVANIE Počiatočné obdobie. Laser (skratka pre zosilnenie svetla stimulovanou emisiou žiarenia) bol vytvorený v druhej polovici 20. storočia. a našiel definitívne uplatnenie v elektrotechnike. Myšlienku procesu stimulovaného žiarenia vyjadril A. Einstein v roku 1916. V 40. rokoch 20. storočia V.A.


Projekt kurzu

Výpočet aerodynamických koeficientov riadenej strely typu Tomahawk

úvod

aerodynamická letová raketa

Konštrukcia lietadla musí nevyhnutne zahŕňať výpočet jeho aerodynamických charakteristík. Výsledky získané v budúcnosti umožňujú posúdiť správnosť výberu aerodynamickej schémy a vypočítať dráhu lietadla.

Pri výpočtoch sa zavádza veľmi dôležitý predpoklad: lietadlo by sa malo považovať za nehybné a prichádzajúce prúdenie vzduchu sa naproti tomu pohybuje (tzv. „Princíp zvrátenia pohybu“).

Druhý použitý predpoklad predpokladá rozdelenie lietadla na samostatné komponenty: telo, empennage (krídla a kormidlá), ako aj ich kombinácie. V tomto prípade sa charakteristiky počítajú osobitne pre všetky komponenty a ich súčty spolu s korekciami interferencie, ktoré určujú účinky interakcie, určujú aerodynamické koeficienty a momenty.

1. Výletné strely

1.1 Všeobecne

Proces vytvárania moderného CD je najzložitejšou vedeckou a technickou úlohou, ktorú spoločne rieši množstvo výskumných, dizajnérskych, inžinierskych a výrobných tímov. Rozlišujú sa tieto hlavné etapy vzniku KR: taktické a technické priradenie, technické návrhy, predbežný návrh, pracovný návrh, experimentálny vývoj, skúšobné skúšky a prírodné skúšky.

Práce na tvorbe moderných vzoriek CR sa vykonávajú v týchto oblastiach:

· Zvýšenie dosahu a rýchlosti letu na nadzvukový;

· Používanie kombinovaných viackanálových detekčných a navádzacích systémov na navádzanie striel;

· Zníženie podpisu rakety vďaka použitiu technológie stealth;

· Zvýšenie tajnosti rakiet znížením letovej nadmorskej výšky na limit a skomplikovaním letovej dráhy v jej konečnom úseku;

· Vybavenie palubného vybavenia rakiet satelitným navigačným systémom, ktorý určuje umiestnenie rakety s presnosťou 10 ... 0,20 m;

· Integrácia rakiet rôznych účelov do jedného raketového systému námorného, \u200b\u200bvzdušného a pozemného.

Realizácia týchto oblastí sa dosahuje hlavne využívaním moderných špičkových technológií.

Technologický prielom v leteckej a raketovej technike, mikroelektronike a počítačovej technológii, vo vývoji palubných automatických riadiacich systémov a umelej inteligencie, pohonných systémov a palív, elektronických ochranných zariadení atď. vytvoril skutočný vývoj novej generácie CD a ich komplexov. Bolo možné výrazne zvýšiť letový dosah podzvukových aj nadzvukových riadených striel, zvýšiť selektivitu a odolnosť proti šumu palubných automatických riadiacich systémov so súčasným znížením (viac ako dvakrát) charakteristík hmotnosti a veľkosti.

Výletné strely sú rozdelené do dvoch skupín:

· Pozemné;

· Na mori.

Táto skupina zahŕňa strategické a operačno-taktické rakety s letovým dosahom od niekoľko stoviek po niekoľko tisíc kilometrov, ktoré na rozdiel od balistických rakiet lietajú k cieľu v hustej vrstve atmosféry a majú na tento účel aerodynamické povrchy, čím vytvárajú výťah. Tieto rakety sú určené na ničenie dôležitých strategických.

Výletné rakety, ktoré môžu byť odpálené z ponoriek, povrchových lodí, pozemných komplexov, lietadiel, poskytujú námorným, pozemným a vzdušným silám mimoriadnu flexibilitu.

Ich hlavné výhody oproti BR sú:

· Takmer úplná nezraniteľnosť v prípade náhleho nukleárneho raketového útoku nepriateľom z dôvodu mobility základne, zatiaľ čo umiestnenie síl s balistickými raketami je nepriateľovi vopred známe vopred;

· Zníženie nákladov na vykonanie bojovej operácie v porovnaní s BR s cieľom poraziť cieľ s danou pravdepodobnosťou;

· Základná možnosť vytvorenia vylepšeného systému navádzania pre CD, fungujúceho autonómne alebo pomocou satelitného navigačného systému. Tento systém môže poskytnúť 100% šancu zasiahnuť cieľ, t.j. raketa takmer nulová, čo zníži požadovaný počet rakiet a následne aj prevádzkové náklady;

· Možnosť vytvorenia zbraňového systému, ktorý dokáže riešiť strategické aj taktické úlohy;

· Vyhliadka na vytvorenie novej generácie strategických riadených striel s ešte väčším dosahom, nadzvukovými a nadzvukovými rýchlosťami, ktoré umožnia presmerovanie za letu.

Spravidla sa jadrové hlavice používajú na strategické rakety. Na taktických verziách týchto rakiet sú nainštalované konvenčné hlavice. Napríklad protiraketové rakety môžu byť vybavené priestupnými, výbušnými alebo výbušnými kumulatívnymi hlavicami.

Riadiaci systém riadených striel významne závisí od rozsahu letu, trajektórie rakety a kontrastu radarového cieľa. Rakety s dlhým doletom zvyčajne majú kombinované riadiace systémy, napríklad autonómne (inerciálne, astro-inerciálne) plus navádzanie na konci dráhy. Spustenie z pozemného zariadenia, ponorky alebo lode vyžaduje použitie raketového zosilňovača, ktorý sa odporúča po vyhorení paliva oddeliť, preto sú raketové rakety na pevnine a na mori vyrábané v dvoch stupňoch. Pri štarte z nosného lietadla sa nevyžaduje urýchľovač, pretože existuje dostatočná počiatočná rýchlosť. Ako urýchľovač sa zvyčajne používajú tuhé palivá. Výber hlavného motora je určený požiadavkami nízkej špecifickej spotreby paliva a dlhého času letu (desiatky minút alebo aj niekoľko hodín). V prípade rakiet, ktorých letová rýchlosť je relatívne nízka (M<2), целесообразно применять ТРД как наиболее экономичные. Для дозвуковых скоростей () используют ТРДД малых тяг (до 3000 Н). При М>2, špecifická spotreba paliva prúdových a náporových motorov sa stáva porovnateľnou a pri výbere motora hrajú hlavnú úlohu ďalšie faktory: jednoduchosť konštrukcie, nízka hmotnosť a náklady. Uhľovodíkové palivá sa používajú ako palivo pre pohonné motory.

V tomto kurze pre ďalší výskum bude raketa typu Tomahawk považovaná za prototyp lietadla.

1.2 Výletná strela Tomahawk

KR "Tomahawk" v jadrovej hlavici má kapacitu jadrového náboja 200 kg. Je ťažké ju zistiť pomocou radarových staníc. Dĺžka KR je 6,25 ma hmotnosť je 1450 kg. V konvenčnom boji je táto strela navrhnutá tak, aby zasiahla pozemné lode vo vzdialenosti do 550 km od miesta vypustenia a na pobrežné ciele v rozmedzí do 1 500 km.

Námorná riadená strela „Tomahawk“ (BGM - 109A) je navrhnutá tak, aby zasiahla dôležité vojenské a priemyselné ciele. Dosah streľby je 2500 km. Presnosť paľby nie je väčšia ako 200 m. Navádzací systém rakiet je kombinovaný, zahŕňa inerciálny systém a korekčný systém trajektórie pozdĺž obrysu terénu. Vypúšťacia hmotnosť - 1225 kg, dĺžka 5,5 m, priemer trupu - 530 mm, hmotnosť hlavice - 110 kg. Raketa je vybavená jadrovou hlavicou s hmotnosťou 200 kg. Raketa vstúpila do služby v roku 1984. Jeho bojové použitie sa predpokladá tak z ponoriek, ako aj z povrchových lodí.

Obr. 1 riadená strela Tomahawk (BGM - 109A)

Letová dráha rakety Tomahawk BGM-109С / D

Obr. 2 Letová dráha rakety Tomahawk BGM-109C / D:

2-oblasť prvej korekcie podľa systému TERCOM;

Korekcia TERCOM s 3 pochodmi v systéme NAVSTAR

4-korekcia trajektórie podľa systému DSMAC;

Taktické a technické vlastnosti

Strelecký dosah, km

BGM-109A pri vypustení z povrchovej lode

BGM-109С / D pri vypustení z povrchovej lode

BGM-109С / D pri vypustení z ponorky

Maximálna rýchlosť letu, km / h

Priemerná rýchlosť letu, km / h

Dĺžka rakety, m

Priemer tela rakety, m

Rozpätie krídla, m

Počiatočná hmotnosť, kg

Warhead

polopranierové piercing - 120 kg

kazeta - 120 kg

Hlavný motor F-107

Hmotnosť paliva, kg

Hmotnosť suchého motora v kg

Dĺžka mm

Priemer, mm

2. Výpočet aerodynamických charakteristík analytickou metódou Lebedev-Černobrovkin

Aerodynamický výpočet je najdôležitejším prvkom aerodynamického výskumu lietadla alebo jeho jednotlivých častí (trup, krídla, Empennage, ovládacie zariadenia). Výsledky tohto výpočtu sa používajú pri výpočtoch trajektórie, pri riešení problémov týkajúcich sa sily pohybujúcich sa objektov, pri určovaní letového výkonu lietadla.

Pri zvažovaní aerodynamického výkonu môžete použiť princíp rozdelenia charakteristík na samostatné komponenty pre izolované trupy a nosné povrchy (krídla a Empennage), ako aj ich kombinácie. V druhom prípade sa aerodynamické sily a momenty určujú ako súčet zodpovedajúcich charakteristík (pre izolované telo, krídla a chvost) a korekcií interferencie spôsobených interakčnými účinkami.

Aerodynamické sily a momenty je možné určiť pomocou aerodynamických koeficientov.

Podľa znázornenia celkovej aerodynamickej sily a celkového aerodynamického momentu v priemetoch na osi rýchlosti a pridružených súradnicových systémov sa prijímajú tieto názvy aerodynamických koeficientov: - koeficienty aerodynamického odporu, bočné zvýšenie sily;

Na štúdium dynamiky lietadla je potrebné vziať do úvahy pôsobiace sily a momenty vrátane aerodynamických. Celková aerodynamická sila, ktorá závisí od viacerých faktorov, môže byť vyjadrená ako komponenty pozdĺž osí rýchlosti súradníc (x, y, z) alebo pozdĺž pridružených () a celkový aerodynamický moment M - rozšírený pozdĺž osí (). V prípade symetrických lietadiel má zdvih Y a bočná sila Z rovnaké závislosti, podľa uhlov nábehu a sklzu, od uhlov vychýlenia kormidiel a.

Geometrická tabuľka

Názov, rozmer

Množstvo

hodnota

Konzola I

Konzola II

Priemer puzdra, m

Plocha uprostred lode, m 2

Spodná plocha rezu, m 2

Dĺžka luku, m

Dĺžka valcovej časti, m

Predĺženie tela

Objem trupu plavidla, m 3

Predĺženie prednej časti trupu

Predĺženie valcovej časti tela

Úzke zadné trup

Celé rozpätie nosnej plochy, m

Rozpätie nosnej plochy bez priemeru telesa, m

Dĺžka bočnej konzoly konzoly, m

Dĺžka koreňovej konzoly konzoly, m

Dĺžka koncového pásu konzoly, m

Rozloha dvoch konzol, m 2

Rozšírenie konzol

Úzke konzoly

Uhol stúpania konzol pozdĺž prednej hrany

Tangent uhlu stúpania konzol pozdĺž stredovej čiary akordov

Uhol stúpania konzol pozdĺž stredovej čiary akordov

Relatívna hrúbka profilu

Priemerná dĺžka aerodynamického pásu, m

Súradnice z a.k. priemerný aerodynamický akord, m

Súradnice x a.k. priemerný aerodynamický akord vzhľadom na

Vzdialenosť od predného bodu tela ku konzole, m

2.1 Zdvíhacia sila

Zdvíhacia sila je určená vzorcom

kde je hlavica rýchlosti, je hustota vzduchu, je charakteristická oblasť (napríklad plocha prierezu trupu), je koeficient zdvihu.

Koeficient sa zvyčajne určuje v rýchlostnom súradnicovom systéme 0xyz. Spolu s koeficientom sa ďalej uvažuje aj koeficient normálnej sily, ktorý sa určuje v príslušnom súradnicovom systéme.

Tieto koeficienty spolu súvisia pomerom

Zastupujeme lietadlo ako kombináciu nasledujúcich hlavných častí: povrchy karosérie (trup), predné (I) a zadné (II). Pri malých uhloch nábehu a uhloch vychýlenia nosných povrchov sú závislosti a sú blízko k lineárnemu, t.j. môže byť reprezentovaný ako

tu a - uhly vychýlenia predných a zadných ložiskových plôch; a - hodnoty a; sú čiastkové deriváty koeficientov s ohľadom na uhly a, vzaté za.

Hodnoty a pre bezpilotné lietadlá sú vo väčšine prípadov takmer nulové, preto sa už ďalej neberú do úvahy. Zadné ložiskové povrchy sa považujú za ovládacie prvky.

Pri malých uhloch útoku a pri ich nastavení môže mať formu rovnosť (2). Predstavujeme normálnu silu lietadla ako súčet troch podmienok

každý z nich je vyjadrený zodpovedajúcim koeficientom normálnej sily:

Rozdelením termínu rovnosť (3) po termíne a odstránením derivátu vzhľadom na to získame v bode 0

kde; - koeficienty inhibície toku; ; - relatívne oblasti častí lietadla. Pozrime sa podrobnejšie na množstvá uvedené na pravej strane rovnosti (4).

Prvý člen berie do úvahy vlastnú normálnu silu trupu av malom uhle nábehu sa rovná normálnej sile izolovaného trupu (s výnimkou vplyvu dosadacích plôch).

Druhý člen charakterizuje normálnu silu, ktorú vytvára predná nosná plocha a ktorá je čiastočne aplikovaná na konzoly a čiastočne na telo v zóne ich vplyvu.

Veľkosť tejto sily je vyjadrená ako normálna sila izolovaných krídiel (t. J. Krídla zložená z dvoch konzolov) pomocou koeficientu interferencie k :. Hodnoty a kI sa počítajú na Machovom čísle.

Tretí výraz vo výraze (4) je podobný druhému. Jediný rozdiel je v tom, že pri určovaní uhla nárazu zadnej ložiskovej plochy je potrebné zohľadniť priemerný uhol sklonu toku spôsobený čelnou ložiskovou plochou :. Pri malých uhloch útoku je závislosť takmer lineárna. V takom prípade možno derivát vyjadriť aj ako

Všetky množstvá uvedené v bode (5) sa vypočítajú na základe Machovho čísla.

2.2 Odvodenie koeficientu zdvihu lietadla podľa uhla vychýlenia ovládacích prvkov

rozlišujme výraz (1) podľa uhla II:

Tento výraz má v malom uhle túto formu:

Rozdelením rovnosti (3), term-by-term, qS a odvodením derivátu vzhľadom na to, dostaneme

charakterizuje normálnu silu zadnej plochy, čiastočne pôsobiacu na konzoly a čiastočne na telo v oblasti ich vplyvu. Veľkosť tejto sily je vyjadrená koeficientom rušenia a relatívnou účinnosťou ovládacích prvkov n:

Výpočet je uvedený v tabuľke. 3.3, kde je uhol zametania chvosta, je koeficient zníženia zdvíhacej sily v dôsledku medzery medzi kormidlom a trupom, keď sú kormidlá odklonené.

Výpočtová tabuľka

Množstvo

Výpočtová tabuľka

Množstvo

2.3 Čelný odpor

Odťahová sila sa vypočíta podľa vzorca

Predstavme koeficient odporu lietadla ako súčet dvoch pojmov, kde je koeficient odporu v; - koeficient induktívneho odporu, ktorý sa chápe ako odpor v závislosti od uhlov, a -. Koeficient lietadla možno vyjadriť ako

kde 1,05 je oprava nezohľadnených detailov; - pomer celkovej plochy všetkých konzol prednej nosnej plochy k charakteristickej oblasti; - to isté pre zadnú nosnú plochu; sú koeficienty izolovaných častí lietadla.

2.4 Koeficient odporu pri

Podľa svojej fyzickej podstaty je možné telo ťahať na rozdelené na trecie a tlakové odpory. V súlade s týmto tlakom je možné vyjadriť súčiniteľ odporu trupu v (vzťahujúci sa na oblasť strednej lode) v tejto podobe:

kde posledné tri termíny sú tlaková odolnosť.

2.5 Koeficient odporu nosných povrchov pri

Metódy výpočtu koeficientu predných a zadných ložiskových plôch sú takmer rovnaké. Jediným rozdielom je, že výpočet by sa mal vykonať na Machovom čísle a výpočet na.

Čelný odpor nosnej plochy so zaostrenými koncovými hranami na je súčtom odporu profilu a vlny. Preto je možné písať

Odolnosť voči profilu je spôsobená viskozitou vzduchu. Je to dané hlavne trecími silami a do malej miery tlakovým rozdielom v nose a chvoste profilu krídla.

Vlnová odolnosť - tlaková odolnosť kvôli stlačiteľnosti vzduchu. Vzniká, keď je prietok okolo krídel sprevádzaný výskytom nárazových vĺn.

Pre lietadlo s krížovým usporiadaním krídel (++) je odporová sila vytvorená dvoma pármi predných a zadných ložiskových plôch, preto koeficienty a musí sa vynásobiť zodpovedajúcimi zdvojenými bezrozmernými oblasťami.

Výpočtová tabuľka a

Množstvo

Výpočtová tabuľka

Množstvo

2,6

Pri štúdiu momentov síl pôsobiacich na lietadlo, najmä momentov rozstupu, použijeme súvisiaci súradnicový systém 0x1y1z1. Moment rozstupu alebo pozdĺžny moment je spôsobený aerodynamickými a reaktívnymi silami. Vzhľadom na moment aerodynamických síl je vhodné zaviesť koncepciu bezrozmerného koeficientu

Veľkosť aerodynamického momentu pri danej rýchlosti a letovej nadmorskej výške závisí od mnohých faktorov a predovšetkým od uhla útoku a uhlov vychýlenia ovládacích prvkov. Okrem toho je veľkosť okamihu ovplyvnená uhlovou rýchlosťou rotácie lietadla, ako aj rýchlosťou zmeny uhla útoku a vychýlenia kormidiel, charakterizovaných derivátmi a To znamená,

Pre malé hodnoty argumentov môže byť výraz (6) vyjadrený ako lineárna funkcia

kde atď. - čiastočné deriváty momentu rozstupu podľa zodpovedajúcich parametrov.

Bezrozmerný koeficient krútiaceho momentu je funkciou iba bezrozmerných parametrov. Pretože sa zavádzajú veličiny a majú rozmer I / s, potom sa namiesto nich zavádzajú bezrozmerná uhlová rýchlosť a bezrozmerné deriváty. Všeobecné vyjadrenie koeficientu pozdĺžneho momentu pri malých hodnotách parametrov atď. má tvar

Na zjednodušenie zaznamenávania množstiev zahrnutých do výrazov (6) a (7) sa index „I“ v nasledujúcom texte vynechá. Okrem toho vynecháme pomlčky v zápise čiastkových derivátov

2.7

Uvažujme o veľkosti aerodynamického pozdĺžneho momentu pôsobiaceho na lietadlo za predpokladu, že uhlová rýchlosť, uhol nábehu a uhly vychýlenia ovládacích prvkov zostanú v čase nezmenené.

Predstavme si koncept centra tlaku lietadla. Stredom tlaku je bod na pozdĺžnej osi 0x1, cez ktorý prechádzajú výsledné - aerodynamické sily.

Okamžik aerodynamických síl vzhľadom na stred tlaku sa dá vyjadriť ako a momentový koeficient

tu je súradnica ťažiska lietadla, je súradnica tlakového strediska (správa je vyhotovená z nosa trupu).

Analogicky s konceptom stredu tlaku celého lietadla predstavujeme aj koncept centier tlaku jeho častí ako bodov pôsobenia normálnych síl vytvorených týmito časťami.

Z rovnovážneho stavu máme

Odtiaľto nájdeme výraz pre:

Pri malých uhloch nábehu a uhloch vychýlenia kormidiel je vhodné použiť koncepciu aerodynamických ohnísk lietadla. Ohnisko lietadla pod uhlom nábehu je bod pôsobenia tej časti normálnej sily, ktorá je úmerná uhlu nábehu (t. J.). Potom, keď sú ovládacie prvky pevné, okamih aerodynamických síl vzhľadom na os 0z1 prechádzajúci ohniskom nezávisí od uhla útoku. Podobne je možné ukázať, že okamih vzhľadom na zaostrenie nie je závislý a okamih vzhľadom na zaostrenie podľa nezávisí.

Pomocou konceptu aerodynamických ohnísk môžeme napísať nasledujúci koeficient pre koeficient rozstupového momentu lietadla pri malých uhloch a:

V týchto výrazoch sú súradnice zaostrenia pozdĺž a.

2.8 Moment rozstupu spôsobený rotáciou lietadla okolo osi Z

Zvážte lietadlo, ktoré letí rýchlosťou v a súčasne rotujúce okolo svojej osi (priečne) s uhlovou rýchlosťou.

Keď sa lietadlo otáča, každý bod jeho povrchu získava dodatočnú rýchlosť rovnajúcu sa. V dôsledku toho sa uhly stretávania toku s jednotlivými povrchovými prvkami líšia od uhlov stretávania iba pre translačný pohyb. Zmena uhlov stretávania vedie k vzniku dodatočných aerodynamických síl, ktoré môžu byť redukované na výsledné pôsobenie v ťažisku a moment relatívne k priečnej osi prechádzajúcej ťažiskom.

Hodnota je veľmi nízka a pri výpočtoch zdvihu sa zvyčajne zanedbáva.

Moment významne ovplyvňuje dynamické vlastnosti lietadla. Nazýva sa to moment tlmenia výšky tónu alebo moment pozdĺžneho tlmenia.

Veľkosť tlmiaceho momentu je úmerná uhlovej rýchlosti. Z tohto dôvodu.

Vyjadrujme derivát z hľadiska koeficientu bezrozmerného momentu a bezrozmernej uhlovej rýchlosti. Odkiaľ a potom, kde je rotačná derivácia koeficientu krútiaceho momentu.

Predstavme pozdĺžny tlmiaci moment ako súčet momentov vytvorených časťami lietadla :. Tento výraz možno prepísať v súlade s rovnosťou (9):

Znížením o dostaneme:

Výpočtová tabuľka a

Množstvo

Výpočtová tabuľka

Množstvo

2.9 Súhrnná tabuľka aerodynamických koeficientov

3. Výpočet aerodynamických charakteristík pomocou balíka SolidWorks 2014

SolidWorks je počítačom podporovaný návrh, technická analýza a systém prípravy výroby pre produkty akejkoľvek zložitosti a účelu. Vývojár CAD SolidWorks je SolidWorks Corp. (USA), nezávislá divízia spoločnosti Dassault Systemes (Francúzsko), svetového lídra v oblasti špičkových softvérov. Vyvinuté spoločnosťou SolidWorks Corp. sa vyznačujú vysokými ukazovateľmi kvality, spoľahlivosti a produktivity, čo v kombinácii s kvalifikovanou podporou robí z SolidWorks najlepšie riešenie pre priemyselné a osobné použitie. Softvér pracuje na platforme Windows, má podporu pre ruský jazyk, a preto podporuje GOST a ESKD.

Tento balík vám umožňuje zostaviť model lietadla a vypočítať aerodynamiku pomocou Flow Simulation, ktorý je modulom na analýzu toku tekutín v prostredí SolidWorks, a minimalizuje chyby, ktoré závisia od ľudského faktora.

V tomto kurze bol postavený model Tomahawk RC a aerodynamika bola vypočítaná pomocou SolidWorks 2014 a SolidWorks Flow Simulation 2012.

Model lietadla zostavený pomocou CAD SolidWorks 2014 je zobrazený na obrázkoch 3 a 4.

Obrázok 3 - Bočný pohľad na model

Obrázok 4 - Pohľad spredu na model

3.2 Výber uhlov nábehu a rýchlosti prúdenia

Aerodynamické koeficienty sa vypočítajú pre Mach: M \u003d 0,7, 1,2 a pre uhol nábehu b \u003d 0 stupňov.

Aerodynamické sily a momenty je možné určiť poznaním aerodynamických koeficientov.

Podľa znázornenia celkovej aerodynamickej sily a celkového aerodynamického momentu v priemetoch na osi rýchlosti a pridružených súradnicových systémov sa prijímajú tieto názvy aerodynamických koeficientov: - aerodynamické koeficienty odporu, zdvihu a bočnej sily; - aerodynamické koeficienty momentov otáčania, stáčania a stúpania.

3.3 Výsledky výpočtu

Výsledky výpočtu sú uvedené pre prietok M \u003d 0,7 a M \u003d 1,2 pri b \u003d 0 stupňov. Výsledky sú uvedené na obrázkoch 5-14 a tabuľke 10.

Pre b \u003d 0 a M \u003d 1,2

Obrázok 5 - Výsledky zmeny rýchlosti

Obrázok 6 - Výsledky zmien tlaku

Obrázok 7 - Výsledky zmeny hustoty

Obrázok 8 - Výsledky zmeny teploty

Pre b \u003d 0 a M \u003d 0,7

Obrázok 9 - Výsledky zmeny rýchlosti

Obrázok 10 - Výsledky zmien tlaku

Obrázok 11 - Výsledky zmeny hustoty

Obrázok 12 - Výsledky zmeny teploty

Obrázok 13 - základné parametre pre M \u003d 1,2

Obrázok 14 - základné parametre pre M \u003d 0,7

Pretože poznáme hodnoty zdvíhacej sily a sily čelného odporu, môžeme z výrazov Y \u003d c y qS a X \u003d c x qS vyjadriť pomocou y a x

Výpočtová tabuľka

záver

V rámci tohto kurzu sa uvažovalo o lietadle typu KR "Tomahawk" a vypočítali sa jeho aerodynamické koeficienty.

Výsledkom výpočtov boli hodnoty koeficientov odporu vzduchu, koeficientov zdvihu a koeficientov aerodynamického momentu. Pri zvažovaní aerodynamického výkonu je možné použiť princíp rozdelenia charakteristík na samostatné komponenty pre izolované trupy a nosné povrchy (krídla a nosník), ako aj ich kombinácie. V druhom prípade sa aerodynamické sily a momenty určujú ako súčet zodpovedajúcich charakteristík (pre izolované telo, krídla a empennage) a korekcií interferencie spôsobených interakčnými účinkami. Aerodynamické sily a momenty je možné určiť pomocou aerodynamických koeficientov.

Výsledky výpočtu aerodynamických koeficientov a porovnávacej analýzy analytickej metódy Lebedev-Černobrovkin a numerického modelovania sú uvedené v tabuľke.

Porovnávacia analýza výsledkov výpočtu

Model skúmaného lietadla bol vytvorený pomocou CAD SolidWorks 2014 SP5.0 a jeho aerodynamika bola skúmaná pomocou SolidWorks Flow Simulation. Na základe vykonaných výpočtov by sa malo vziať do úvahy, že technika numerickej simulácie umožňuje vyhnúť sa chybám pri výpočtoch spôsobených rozdielom medzi vypočítaným a skutočným tvarom fúkaného objektu. Táto technika tiež umožňuje vyhodnotiť mieru vplyvu nepresností pri výrobe modelov na výsledky ich fúkania vo veterných tuneloch.

Analytická metóda Lebedev-Černobrovkin je založená na semi-empirických zákonoch získaných analýzou mnohých experimentálnych údajov. Táto metóda nie je vhodná na presné vedecké výpočty, ale môže sa použiť na vzdelávacie účely a na výpočet aerodynamických koeficientov v prvej aproximácii.

Bibliografický zoznam

1. Lebedev A.A., Chernobrovkin L.S. Dynamika letu. - M.: Mashinostroenie, 1973. - 615 s.: Chorý.

2. Shalygin A.S. - Aerodynamické vlastnosti lietadla. - SPb: BSTU, 2003. - 119 s.

3. SolidWorks - svetový štandard pre počítačom podporovaný dizajn [Elektronický zdroj] - http://www.solidworks.ru/products/ - dátum spracovania 15. novembra 2014

4. David Salomon. Krivky a plochy pre počítačovú grafiku. - Springer, 2006.

5 .. B. Karpenko, S.M. Ganin "Domáce letecké taktické rakety" 2000

6. Syntéza riadenia v stabilizačných systémoch leteckých dopravných prostriedkov bez posádky. Učebnica vydala A.S. Shalygin. SPB 2005

Podobné dokumenty

    Vlastnosti vytvorenia teoretického profilu NEZH pomocou konformného mapovania N.Ye. Zhukovsky. Geometrické parametre a odpor lietadla. Metodika určovania priechodných a aerodynamických charakteristík lietadla.

    semester, pridané 19.4.2010

    Skúmanie vzletových a pristávacích charakteristík lietadla: stanovenie rozmerov krídla a uhlov sklonu; výpočet kritického Machovho čísla, koeficient aerodynamického odporu, zdvih. Konštrukcia vzletovej a pristávacej polárne.

    semestrálny príspevok pridaný 24/24/2012

    Konštrukcia subkritickej polárnej časti lietadla An-225. Odporúčaná hrúbka profilov krídla a chvosta. Výpočet letových charakteristík lietadla a vynesenie závislosti koeficientu zdvihu od uhla útoku. Polárna skládka verzus Machovo číslo.

    semesterový príspevok pridaný 17.06.2015

    Výpočet čelných odporov nosných prvkov, trupu, gondolových motorov a závesných nádrží lietadla v úplne turbulentnej medznej vrstve. Odpor lietadla proti uhlu útoku. Výpočet a konštrukcia polárneho krídla.

    semester, pridané 12/03/2013

    Výpočet geometrických charakteristík trupu lietadla, vodorovný chvost. Výpočet minimálneho koeficientu pretiahnutia veže. Charakteristiky vzletu a pristátia lietadla. Konštrukcia závislosti aerodynamickej kvality od uhla útoku.

    semestrálny príspevok, pridané 10/29/2012

    Vývoj systému stabilizácie rakiet. Základné geometrické parametre častí lietadla (AGM-158 Jassm). Ladenie riadiacej jednotky. Amplitúda, fázové charakteristiky. Konštrukcia skúšobnej stolice Kontrola a výpočet výkonu motora.

    práca, pridané 22.4.2015

    Konštrukčný výpočet prírubového spojenia komôr trupu. Výkonové pohony aerodynamických ovládacích prvkov. Konštrukcia a dizajn ovládacej páky. Zaťaženia pôsobiace na krídlo a trup. Pevnostný výpočet častí pečiatky.

    semesterový príspevok pridaný 29/29/2013

    Riadený let lietadla. Matematický opis pozdĺžneho pohybu. Linearizácia pozdĺžneho pohybu lietadla. Simulačný model pre linearizovaný systém diferenciálnych rovníc pozdĺžneho pohybu.

    semesterový príspevok pridaný 04/04/2015

    Výpočet a konštrukcia polárnych podzvukových lietadiel. Stanovenie minimálnych a maximálnych koeficientov odporu krídla a trupu. Súhrn škodlivého odporu lietadla. Vynesenie kriviek polárneho a zdvihového koeficientu.

    semester, pridané 03.01.2015

    Prúd vzduchu okolo tela. Lietadlo, geometrické charakteristiky, priemerný aerodynamický akord, odpor, aerodynamická kvalita. Polárna rovina. Stred tlaku krídla a zmena jeho polohy v závislosti od uhla útoku.

Podobné články

2020 choosevoice.ru. Moja vec. Účtovníctvo. Úspešné príbehy. Nápady. Kalkulačky. Magazine.