Линейно ли увеличивается ускорение при взлете?

Вопросы / ответыЛинейно ли увеличивается ускорение при взлете?
0 +1 -1
flyman Админ. спросил 12 месяцев назад

Я относительный новичок, когда дело доходит до производительности самолета, и мне было интересно, может ли кто-то ответить на следующее и, возможно, направить меня на какой-то хороший исходный материал.

Если бы я хотел смоделировать взлетный рулон, могу ли я предположить постоянное ускорение до точки подъема колес? Если не постоянная, есть ли достаточно хорошая функция, которая могла бы моделировать кривую скорости при взлете?

flyman Админ. ответил 12 месяцев назад

Googling название вашего вопроса нашел эту статью, в которой есть расчеты времени и расстояния для наземного взлета, включая различный эффект тяги и сопротивления. Я понятия не имею, насколько это точно или полезно.

flyman Админ. ответил 12 месяцев назад

@Pondlife большое спасибо! Это действительно полезно!

flyman Админ. ответил 12 месяцев назад

Вы имеете в виду ускорение в одном измерении (вдоль взлетно-посадочной полосы или в воздухе) или в двух измерениях (вдоль взлетно-посадочной полосы и в воздухе)?

flyman Админ. ответил 12 месяцев назад

@kjmccarx только вдоль взлетно-посадочной полосы вплоть до точки вращения, когда колеса покидают Землю.

1 ответ
0 +1 -1
flyman Админ. ответил 12 месяцев назад

Тяга зависит от скорости и типа двигателя. Для упрощения можно сказать, что тяга изменяется со скоростью пропорционально выражению vnv

vnv

где N v

nv

константа, которая зависит от типа двигателя. Самолет поршеня имеет постоянн выходную мощность, и тяга обратна с скоростью над рядом скорости приемлемых эффективностей пропеллера, следовательно N v

nv

становится -1 для поршневого самолета. Турбовинтовые двигатели используют некоторое давление ОЗУ, поэтому они немного выигрывают от полета быстрее, но не намного. Их N v

nv

от -0.8 до -0.6. Турбовентиляторы более лучшие В использовать давление штосселя, и их N v

nv

от -0.5 до -0.2. Чем выше коэффициент байпаса, тем отрицательнее их N v

nv

становится. Струи (думаю, J-79 или даже старый Jumo-004) имеют постоянную тягу по скорости, по крайней мере, в дозвуковом потоке. Их N v

nv

приблизительно 0. Положительные значения N v

nv

можно найти и с рамджетами-они развивают большую тягу, чем быстрее они движутся по воздуху.

Лобовое сопротивление зависит также от скорости, и вдобавок от подъемной силы. Во время крена взлета динамическое давление растет с квадратом скорости, и сопротивление почти пропорционально к динамическому давлению. Так как число Рейнольдса потока также увеличивает с скоростью, коэффициент сопротивления нул-подъема (aka трение плюс коэффициент сопротивления давления) уменьшает с скоростью. В зависимости от положения самолета на земле он будет создавать уже некоторый подъем во время фазы качения, но подъем существенно увеличивается во время вращения, когда он поднимается, чтобы поднять самолет с земли. Когда самолет разгоняется дальше после взлета, зависящая от подъемной силы часть сопротивления снижается со скоростью, в то время как нулевая подъемная сила продолжает увеличиваться с динамическим давлением.

Для большинства самолетов тяга наиболее высока, когда самолет находится в состоянии покоя (пропеллеры с постоянным шагом могут иметь паршивую эффективность при взлете, когда они оптимизированы для быстрого полета, поэтому здесь у вас может быть более высокая тяга с некоторой положительной скоростью) и уменьшается, чем быстрее самолет движется по воздуху. Так как лобовое сопротивление также является самым низким с самолетом в состоянии покоя, максимальное ускорение возможно сразу после отпускания тормоза. Как только самолет вращается, новый зависящий от подъемной силы компонент сопротивления вызовет заметное снижение ускорения, и когда самолет поднимается, часть избыточной тяги должна идти в подъем, поэтому ускорение снова уменьшается.

Первый закон Ньютона дает формулу ускорения a:

A = TD m

a=TDm

где T-тяга, D-сопротивление, m-масса самолета. Интеграция ускорения с течением времени дает скорость.

Для кривой скорости нет единой формулы, и моя рекомендация состоит в том, чтобы разделить взлет на три секции: крен Земли, вращение и начальный подъем. На всех этапах вам нужно рассчитать с помощью зависящего от скорости перетаскивания и тяги, поэтому лучше всего будет интегрировать параметры поэтапно за небольшие временные шаги.

Комментарии побудили меня дать более подробный список компонентов перетаскивания. Эти здесь должны быть рассмотрены во время крена взлета:

  • Нулевое лобовое сопротивление планера (из-за трения и давления)
  • Индуцированное (связанное с подъемной силой) сопротивление для самолета в горизонтальном положении, включая уменьшение за счет эффекта земли
  • Приращение сопротивления из-за закрылков во взлетном положении
  • Сопротивление шасси
  • Трение колеса (0.025 * вес на жесткой взлетно-посадочной полосе, но намного больше на мягкой земле)
  • Потеря или увеличение кинетической энергии из-за наклона взлетно-посадочной полосы

С началом вращения эти компоненты перетаскивания должны быть добавлены:

  • Обрежьте сопротивление из-за отклонения лифта, чтобы поднять нос
  • Наведенное сопротивление на фактическом угле тангажа

Когда самолет взлетает, эти изменения должны быть рассмотрены:

  • Уменьшенная сила для ускорения должного к требованию к силы для подъема
  • Отсутствие больше трения колеса
  • Когда шестерня втягивана, сопротивление увеличивает по мере того как двери раскрывают и значительно уменьшено как только все колеса уложены.
  • Эффект Земли уменьшается по мере того, как самолет поднимается от Земли

Не забудьте включить скорость ветра в ваш расчет!