| |
Углеводородное топливо — горючее вещество, состоящее из соединений углерода и
водорода. К У. т. относятся жидкие нефтяные топлива (автотракторные,
авиационные, котельные и др.) и углеводородные горючие газы (метан, этан, бутан,
пропан, их природные смеси и др.). Топлива авиационные на 96—99% состоят из
углеводородов, главным образом парафиновых, нафтеновых и ароматических.
В парафиновых углеводородах 15—16% водорода, в нафтеновых ~14%, в
ароматических — 9—12,5%. Чем выше содержание в У. т. водорода, тем больше его
массовая теплота сгорания. Так, например, парафиновые углеводороды обладают на
1700—2500 кДж/кг (400—600 ккал/кг) большей теплотой сгорания, чем ароматические.
Из углеводородных горючих газов наибольшее содержание водорода у метана (25%).
Его низшая массовая теплота сгорания 50 МДж/кг (11970 ккал/кг) [у реактивных
топлив — 43—43,4 МДж/кг (10250—10350 ккал/кг)].
Угол атаки — 1) У. а. профиля — угол {{?}} между направлением вектора скорости
набегающего потока и направлением хорды профиля (рис. 1, см. также Профиль
крыла); геометрическая характеристика, определяющая режим обтекания профиля.
Изменение У. а. приводит к изменению всех аэродинамических характеристик
профиля. Для профиля вводятся следующие характерные У. а.: {{?}}0 — У. а., при
котором подъёмная сила равна нулю; {{?}}кр — критический У. а., при котором
достигается максимальное значение коэффициент подъёмной силы; {{?}}Кmax — У. а.,
при котором достигается максимальное значение аэродинамического качества.
2) У. а. летательного аппарата — угол между продольной осью ЛА и проекцией его
скорости V на плоскость ОХY связанной системы координат; считается
положительным, если проекция V на нормальную ось OY отрицательна. В задачах
динамики полёта используется пространственный У. а.: {{?}}п — угол между осью
ОХ и направлением скорости ЛА (рис. 2). Для самолёта, кроме того, вводятся
дополнительные характерные У. а.: {{?}}бал — балансировочный У. а., при котором
момент тангажа равен нулю, значения {{?}}бал изменяются в зависимости от
отклонения органов продольного управления (балансировки); {{?}}доп — допустимый
У. а., то есть наибольший разрешаемый в нормальной лётной эксплуатации У. а.
самолёта, назначаемый из условий обеспечения безопасности полёта, значения
{{?}}доп определяются для каждой конфигурации самолёта в разрешённом диапазоне
скоростей её применения; {{?}}св — У. а. начала сваливания самолёта. Изменение
У. а. самолёта достигается отклонением органов продольного управления для
приращения момента тангажа и перехода самолёта на другой балансировочный У. а.
и является основным средством лётчика для управления самолётом в вертикальной
плоскости.
3) У. а. крыла — угол между какой-либо хордой крыла, называемой контрольной, и
проекцией скорости V на плоскость симметрии крыла (в любом случае выбор
контрольной хорды должен быть строго оговорён). Для крыла вводится также
понятие местного У. а., которое представляет собой обобщение понятия У. а.
профиля и определяет режим обтекания рассматриваемого сечения крыла. Значения
местного У. а. зависят от условий обтекания (У. а. крыла, местный скос потока)
и геометрических характеристик крыла (угол установки крыла, угол стреловидности,
крутка крыла и т. п.).
Поскольку аэродинамические характеристики крыла и ЛА зависят от У. а., то для
них, как и для профиля, вводятся характерные У. а. — {{?}}0 и {{?}}кр.
4) У. а. несущего винта — угол между скоростью Vн центра несущего винта и
плоскостью, нормальной к валу винта (плоскостью вращения): {{?}}н =
arctg(Vнy/VDн), где VDн = (V2нx + V2нz)1/2, Vнx, Vнy, Vнz — проекции Vн на оси
связанной системы координат несущего винта, то есть Vнx = Vx + {{?}}yzн —
{{?}}zyн + u*нx; Vнy = Vy + {{?}}zxн — {{?}}xzн + u*нy; Vнz = Vz + {{?}}xyн —
{{?}}yxн + u*нz. Здесь Vx, Vy, Vz — проекции скорости V полёта; {{?}}x, {{?}}y,
{{?}}z — проекции мгновенной скорости {{?}} поворота вертолёта вокруг центра
масс; xн, yн, zн — координаты центра несущего винта, u* — осреднённая по
площади винта скорость, индуцированная другими несущими элементами вертолёта.
От {{?}}н зависят силы и моменты винта (см. Пропульсиеная сила, Авторотация).
При заданном {{?}}н характеристики винта не зависят от направления полёта (как
у круглого крыла) — для винта нет понятия об угле скольжения. В теории несущего
винта рассматриваются ещё два У. а.: эквивалентного несущего винта {{?}}нэ и
плоскости концов лопастей {{?}}нк. Первый — это угол между Vн и плоскостью,
относительно которой угол установки лопастей {{?}} = {{?}}0 +
{{?}}1сcos2{{?}}нt + {{?}}1ssin{{?}}нt + {{?}}2ccos2{{?}}нt +… не содержит
первой гармоники: {{?}}1с = {{?}}1s = 0. Эта плоскость называется «плоскостью
вращения эквивалентного винта» или «плоскостью постоянных углов установки».
Второй — это угол между Vн и плоскостью, относительно которой угол взмаха
лопасти {{?}}1 = a0 — a1cos{{?}}нt — b1sin{{?}}нt — a2cos2{{?}}нt… не содержит
первой гармоники: a1 = b1 = 0. Эта плоскость называется «плоскостью вращения
концов лопастей» или «основанием конуса, описываемого лопастями». Соотношения
между У. а. при Vнz = 0 выражаются формулами: {{?}}нэ = {{?}}н + {{?}}1s;
{{?}}нк = {{?}}н + a1. При некоторых значениях {{?}}н, зависящих в основном от
Vн/({{?}}нR), {{?}}z/{{?}}н и {{?}}0 на несущем винте начинается срыв потока.
При сочетании воздушных скоростей VнD от 0 до 40 км/ч и Vну от 4 до 20 м/с,
когда У. а. {{?}}н изменяется от 90 до 30{{°}} (например, при вертикальном
снижении или при полёте с малой скоростью, большим углом крена и внешнем
скольжением), наступает режим «вихревого кольца». Он характерен тем, что
свободные вихри не уносятся сразу от лопастей, а образуют торообразные
поверхности вблизи плоскости вращения винта. При этом увеличивается потребная
мощность несущего винта и становится неустойчивым маховое движение лопастей,
так что углы взмаха, силы и моменты винта периодически изменяются с частотой в
несколько Гц. Выход на У. а., соответствующие режимам срыва потока и «вихревого
|
|