Характеристика сил, действующих на летательный аппарат на различных участках траектории

Лобовое сопротивление — это замедляющая сила, которая возникаетиз-за нарушения воздушного потока фюзеляжем, крыльямии другими выдвигающимися частями корпуса. Эта сила противодействует тяге и направлена назад параллельно набегающему потоку воздуха.Вес — это суммарная масса самого ЛА, топлива, пассажиров, экипажа, груза или багажа. В противодействие подъёмной силе, вес приложен к центру тяжести самолёта и направлен вертикально вниз.Подъёмная сила создаётся динамическим эффектом воздействия воздуха на аэродинамическую поверхность, приложена к центру давления самолета и направлена перпендикулярно траектории полётапротиводействуя силе веса.Установившийсяпрямолинейныйполёт – это такое движение, при котором скорость самолета не изменяется по величинеи по направлению с течением времени (горизонтальный полет, набор высоты и снижение). При таком полёте равнодействующая четырёх сил равна нулю. Согласно третьему закону Ньютона при установившемся прямолинейном движении не может быть неуравновешенных сил. Однако все четыре силы не равны между собой,а равны противоположные силы, уравновешивающиедействие друг друга (рисунок7).Рисунок7 Силы, действующие на ЛАРавные по величине противодействующие друг другу силы подъёма и веса при прямолинейном установившемся полёте превышают противодействующие силы тяги и лобового сопротивления, которые также равны по величине друг другу. 6. Характеристика сил, действующих на ЛА во время во время набора высотыПри наборе высоты часть тяги направлена вверх и действует аналогично подъёмной силе, а часть веса направлена назад и действует аналогично силе лобового сопротивления (рисунок8).Рисунок 8 Векторы силы во время набора высотыТакже часть вектора веса, направленная вперёд действует как тяга. Таким образом, если траектория полёта ЛА отличается от горизонтальной, векторатяги, подъёмной силы, веса и лобового сопротивления могут быть разложены на два компонента.Пилот может обеспечить управляемый безопасный полёт ЛА, используя эти аэродинамические силы. Благодаря приложенной силе тяги, превышающей по величине силу лобового сопротивленияв начале движения,самолёт набирает скорость до тех пор, покане уравняютсятяга и лобовое сопротивление. Чтобы воздушная скорость оставалась постоянной, тяга и лобовое сопротивление должны оставаться равными.Чтобы высота полёта оставалась постоянной, должны быть равными друг другувес и подъёмная сила. Когдаво время горизонтального полётаснижаетсямощность двигателя, тяга становитсяменьше чем лобовое сопротивление и ЛА замедляется.Подобным образомпривозрастании мощности двигателя, тяга становится выше лобового сопротивления, и скорость самолёта увеличивается. Когда тяга становится равной лобовому сопротивлению, ЛА летит с постоянной скоростью.Установившееся прямолинейноедвижениепроисходит как на скоростях оченьмалых,так ивесьма высоких. Для поддержания этого движения пилот соотносит угол атаки и силу тяги во всех скоростных режимах. Ориентировочно эти режимы разбивают на 3 категории: низкоскоростной, крейсерский и высокоскоростной режимы.Если скорость небольшая, угол атакиувеличивают для сохранения баланса между весомиподъёмной силой (рисунок9). Когда тяга падает и уменьшаетсяскорость, подъёмная сила делается меньше веса, и ЛА начинает снижаться. Рисунок 9 Угол атаки на различных скоростяхУстановившееся прямолинейное движениепри малых скоростных режимах создаёт довольно интересные условия равновесия сил, поскольку, когда ЛАимеет поднятую носовую часть, появляется вертикальная составляющая тяги, которая помогаетегоподдерживать. Таким образом, нагрузка на крыло становится меньшеожидаемой. Если во время установившегося прямолинейного движения возрастает тягаи увеличиваетсяскорость, угол атаки должен быть уменьшен. Таким образом, самолёт останется в горизонтальном полёте, при этом его скорость увеличится.Горизонтальный полёт при довольно высокой скорости возможен только на весьма малых негативных углах атаки. Таким образом, горизонтальный полёт может осуществляться на любых углах атаки — от угла сваливания и до сравнительно малых негативных углов, достигающихся при высокой скорости.Отдельныевиды ЛАмогут менять направления тяги без изменения угла атаки. Это может быть достигнуто поворотом двигателей, либо изменением направления выхлопных газов.Список используемых источников1. Николаев Л.Ф. Основы аэродинамики и динамики полета транспортных самолетов. – М.: Транспорт, 1997. – 332 с.2. Мхитарян А.М. и др. Динамика полета. – М.: Машиностроение, 1978. – 422 с.3. Аэродинамика летательных аппаратов: Учебник для вузов по специальности «Самолетостроение» / Г.А. Колесников, В.К. Марков, А.А. Михайлюк и др.; Под ред. Г.А. Колесникова . – М.: Машиностроение, 1993 – 544 с.; ил.4 Динамика полета транспортных летательных аппаратов: Учеб.для вузов / А.Я. Жуков, В.И. Егоров, А.Л. Ермаков и др.; Под ред. А.Я. Жукова. – М.: Транспорт, 1996 – 326 с.