Elevii, studenții absolvenți, tinerii oameni de știință care folosesc baza de cunoștințe în studiile și activitatea lor vor fi foarte recunoscători.
DESPRE EFICACITATEA TRANSPORTULUI DE SCREENPLANS
În articol, pe baza criteriului "productivitate", este luată în considerare eficiența transportului ecranoplanelor în comparație cu avioanele. Se arată că, din punctul de vedere al productivității, ecranoplanii cu greutate mică vor fi mai eficienți.
Cuvinte cheie: ekranoplan, aeronave, productivitatea aeronavelor.
Se efectuează compararea avioanelor și a ecranoplanelor cu criteriul "productivității". Se arată că productivitatea transportului va avea ecranoplani cu greutate mică.
Cuvinte cheie: ekranoplan, aeronave, mașină de zbor cu productivitate.
Recent, a existat un interes sporit față de ecranoplani, ca vehicul utilitar și construcția plan-planar în general [1,2].
Incurajarea unor astfel de interese și avansarea ekranoplanilor în sistemul de transport al țării reprezintă caracteristica lor pozitivă importantă - o calitate aerodinamică ridicată, mult mai mare decât calitatea aerodinamică a aeronavelor.
Specifică chiar [1] că diagrama Karman-Gabrielli care arată dependența de calitățile de funcționare de viteză, în intervalul de viteză de 200-500 km / h WIG au crescut eficiența aerodinamică, în comparație cu alte vehicule, viteza de zbor aerodinamic produs de calitate evaluat (KV).
Într-adevăr, parametrul KV are o importanță deosebită și, în primul rând, pentru estimarea intervalului și duratei zborului, care rezultă din binecunoscuta formulă Breguet, pentru determinarea intervalului de zbor înregistrat sub forma
unde Ce este consumul specific de combustibil; qm = m0 / mt; M0. mt este masa inițială a aeronavei, respectiv masa combustibilului.
Cu toate acestea, prezența în formula Breguet alți membri importanți, cum ar fi proporția de combustibil și viteza relativă a debitului masic de combustibil, sugerează că nu este întotdeauna valoarea maximă a KV va Corespunzător, raza maxima Vova, dacă numai pentru că parametrul KV depinde de specificul consumul de combustibil. Prin urmare, apare o întrebare firească. Va gama de zbor WIG când KV mare importanță și, în anumite condiții comparabile mai gama de zbor a aeronavei, care are valori excelente și QT Ce?
unde mn este masa relativă a sarcinii utile.
Mărimea productivității în propagarea ideilor de dezvoltare a ekranoplanilor nu este menționată sau este menționată în trecere. Și astfel, problema eficienței transportului ekranoplanei, în opinia noastră, rămâne deschisă.
Luați în considerare problema eficienței transportului ecranoplanelor în detaliu, luând în considerare productivitatea acestora. Rețineți că destul de des, dacă nu întotdeauna, referindu-se la WIG eficacitatea acestora în comparație cu vehicule de păsări de apă (bărci, pernă de aer, nave și altele asemenea) ca ar fi uitând că mișcarea are loc în diferite vehicule, comparativ astfel încât această comparație nu este în întregime corectă. În mod natural, mișcarea ekranoplanului într-un mediu mai puțin dens va fi mai eficientă, deoarece rezistența sa la mișcare va fi mult mai mică. Prin urmare, compararea ecranoplanelor ar trebui efectuată cu aeronave de aproximativ aceeași clasă.
Să considerăm mișcarea vehiculelor aeriene față (aeronavă, planul de ecrane) pentru modul de maximă eficiență aerodinamică, în care, în cazul pătratice coeficient polar, ridicare Cy are valoarea optimă.
După cum se știe, pentru acest mod de mișcare a avioanelor avem
unde Σho - rezistență la forța zero de ridicare; B = 1 / p · leff; leff este alungirea efectivă a aripii.
În acest caz, pentru a determina intervalul de zbor al aeronavei, obținem următoarea expresie
aici cc este densitatea mediei în care se deplasează aeronava.
Pentru a calcula caracteristicile aerodinamice ale ekranoplanului, folosim dependențele obținute în cadrul teoriei fuziunii asimptotice. Crăciun [3].
Conform acestei teorii, în prima aproximare, pentru un ecranoplan cu un polar patrat, avem
unde n este alungirea aripii ekranoplanului; b - coarda aripii; h este distanța dintre marginea posterioară a aripii și suprafața de susținere.
Apoi, intervalul de zbor al ekranoplanului într-un zbor orizontal cu o calitate aerodinamică maximă este determinat de expresie
unde ct este densitatea mediului în care se deplasează ekranoplanul.
Pentru a determina productivitatea, să folosim ecuația existenței unei aeronave sub forma
aici Δm = mk + mdy; MC. mdu - masa structurii aeronavei și, respectiv, masa sistemului de propulsie.
În (7) greutatea echipamentului este inclusă în masa structurii.
Împărțind expresia (7) cu masa de pornire, o putem rescrie în formă
De unde pentru masa relativă a sarcinii utile pe care o avem
Din expresiile (4) și (8) este posibil să se determine masa de combustibil necesară a unei aeronave (qts) și a unui ekranoplan (qte) ca
unde parametrii Ac și Ae sunt determinați în următoarea formă
Masa sarcinii utile a aeronavei (mn c) și ekranoplan (mn e) poate fi determinată folosind expresii ca
unde Aq. Dqe reprezintă masele relative ale structurii și sistemului de propulsie pentru aeronave și, respectiv, ekranoplan.
În particular, este posibil să se obțină concluzii interesante, de exemplu, pentru a determina amploarea încărcăturii specifice limită pe aripa.
Valoarea limită a sarcinii specifice este dată de
Rezultă că cu cât sarcina specifică este mai mare, cu atât este mai mare masa încărcăturii utile transportată de ekranoplan.
Având în vedere cele de mai sus, determinăm productivitatea unei aeronave și a unui ekranoplan ca
Atunci raportul productivității este dat de
Comparăm performanța ecranoplanului și a aeronavei prin expresie, în timp ce pentru a simplifica compararea, putem lua Dqc # 63; Dqe. care va merge în favoarea ekranoplanei, tk. Masa relativă a sistemului de propulsie și masa structurii ekranoplanului sunt mult mai mari.
Să luăm următoarele caracteristici în comparație: ambarcațiunea WIG sintetizată are motorul NK-87 - vezi = 0,55 kg / kgf · h; = 0,1; l = 3, zborul trece la înălțimea ecranului; tipul de aeronavă IL-76 - Cec = 0,7 kg / kgf · h, leff = 6,55; zborul trece la o altitudine de 10 km. Zona de zbor este de 1500 km, Сho = 0,023 kg / kgf · h și Dq = 0,4 pentru ambele dispozitive comparate.
Rezultatele calculului sunt prezentate în Fig. 1. Natura cursului curbelor pe grafic depinde de magnitudinea factorului din formula
Linia dreaptă d = 1 împarte graficul prezentat în două regiuni.
Dacă d> 1, atunci când sarcina specifică a aripii crește, productivitatea relativă scade, în timp ce pentru unele valori ale Se și o valoare mică a sarcinii specifice pe aripa, performanța ekranoplanului va fi mai mare decât productivitatea aeronavei.
Fig.1. Productivitatea specifică relativă a sarcinilor pe aripa pentru consumul de combustibil diferit (1 - 0,2 kg / kg · h, 2 - 0,3 kg / kg · h 3 - 0,4 kg / kg · h; 4 - 0 6 kg / kgf · h).
Cu toate acestea, d <1, то с ростом удельной нагрузки на крыло относительная производи-тельность растет, однако при этом произ-водительность экраноплана всегда ниже производительности самолета.
Pentru cazul nostru de proiectare, valoarea critică a lui Se pentru care d = 1 este realizată este cantitatea
care, pentru datele date mai sus, este numeric egal cu 0,44 kg / kgf · h.
Parametrul Π este determinat de dependență
și pentru cazul nostru de calcul este de 0,53.
În principiu, inversarea fluxului curbelor P = f (mg / S) va fi de asemenea observată atunci când alte valori ale cantităților care apar în dependența și schimbarea Dqe. DQS.
În cazul în care o evaluare a valorii costului de combustibil pe unitatea de greutate al sarcinii utile transportate, de multe ori funcționează decât promovarea pernă de aer, apoi, într-adevăr, efectuate pentru compararea datelor noastre de mai sus arată că aerofoliei petrec mult mai puțin combustibil, aproximativ 10 până la 30% din costurile de combustibil a aeronavelor. Acest lucru este normal, deoarece pe ecranoplanele sunt instalate motoare turbopropulsoare, care au un consum specific de combustibil specific.
Totuși, în acest caz, masa structurii crește semnificativ, iar masa încărcăturii utile scade.
Se poate demonstra că proporția dintre masa structurii aeronavei și a ekranoplanului este determinată de dependențe
Și atitudinea lor va fi
Calcularea expresiei pentru diferite alungări ale ekranoplanului este prezentată în figura 2, în calcul se presupune că înălțimea relativă a zborului ekranoplanului este de 0,1; sarcina utilă relativă qps = qpne = 0,2; Datele rămase sunt aceleași ca în calculul anterior.
Fig. 2. Dependența parametrului de sarcina specifică pe aripă (1-n = 1, 2-n = 2, 3-n = 3).
Din cele prezentate în Fig. 2 arată că masa relativă a structurii și a motoarelor ecranoplanului va fi întotdeauna mai mare decât cea a aeronavei în detrimentul încărcăturii utile sau a rezervelor de combustibil (pierderi de viteză). transport aeronave ekranoplan
Prin urmare, putem concluziona că, în ciuda valorilor ridicate ale KV parametru și consum redus de combustibil pe unitatea de masă a sarcinii utile, eficiența transportului, productivitatea estimată va fi de aeronave mai mare performanță numai clasa WIG „Orioles“ sau „Aquaglide“, adică . ekranoplanes cu o mica masa (deplasare), si nu in mediu, si chiar mai mult.
Ar trebui, de asemenea, să ia în considerare faptul că aproape toate problemele asociate cu proiectarea, fabricarea și funcționarea WIG rezolvat pentru această clasă, și punerea în aplicare a acestora în sistemul de transport al țării nu are nevoie de nici costisitoare.
WIG este mai mult decât greutatea de pornire, desigur, au nișa, dar nu determină aplicarea comerciale, vor fi necesare pentru operațiunile de căutare și salvare în apele mărilor și oceanelor pentru a patrula misiuni Paza de coasta, de aterizare și alte speciale, inclusiv aplicații militare.
3. K.V. Modul de Crăciun al extinderilor asimptotice potrivite în hidrodinamica unei aripi. - L. Shipbuilding, 1979. - 208 p.
Găzduit pe Allbest.ru