Установившийся горизонтальный полет

Установившимся горизонтальным полетом называется прямолинейный полет с постоянной скоростью без набора высоты и снижения.

Y - подъемная сила;

Х - лобовое сопротивление;

G – вес БПЛА;

Р - сила тяги двигателя.

Все эти силы необходимо считать приложенными к центру тяжести самолета, так как его прямолинейный полет возможен лишь при условии, что сумма моментов всех сил относительно центра тяжести равна нулю.

Для установившегося горизонтального полета необходимы два условия:

Y-G=0 (условие постоянства высоты H=const);

Р-Х=0 (условие постоянства скорости V=const).

Эти равенства называются уравнениями движения для установившегося горизонтального полета. При нарушении этих равенств движение самолета станет криволинейным и неравномерным.

1.3 ИЗМЕНЕНИЕ ПЛОЩАДИ ПРОЕКТИРУЕМОГО БПЛА, И ЕЁ ВЛИЯНИЕ НА ПОДЬЁМНУЮ СИЛУ И СКОРОСТЬ ПОЛЁТА.

В проектируемом БПЛА площадь в полёте изменяется за счёт открытия или закрытия заслонок.

Рассмотрим случай при закрытых заслонках, и при двух открытых заслонках.

Примем площадь (S) БПЛА равной 2 , А площадь заслонок равной 0.1 .

Рассчитаем скорость и подъёмную силу БПЛА при закрытых заслонках и при открытых двух заслонках, и проанализируем влияние изменения площади на скорость и подъёмную силу.

Для того чтобы БПЛА мог создать подъемную силу, равную весу БПЛА, нужно, чтобы оно двигалось с определенной скоростью относительно воздушных масс.

Скорость, необходимая для создания подъемной силы, равной весу БПЛА при полете на данной высоте полета, называется потребной скоростью горизонтального полета.

По определению горизонтального полета должно быть выполнено условие У=G.

Известно, что

[2, с.3]:

следовательно,

где: ρ - плотность воздуха 1,29кг/м³ При 0⁰ C на уровне моря.

S - площадь лопасти м²,

V - скорость на бегания потока м/с.

следовательно,

При открытии двух заслонок:

Решив это уравнение, найдем скорость, потребную для выполнения горизонтального полета[2, с.7]:

При открытии двух заслонок:

Из полученных данных делаем вывод, что при увеличении площади БПЛА, уменьшается потребная для горизонтального полёта скорость и увеличивается подъёмная сила.

Величина потребной скорости зависит от веса БПЛА, площади его крыла, от высоты полета (выраженной через массовую плотность r) и коэффициента подъемной силы Су.

Из формулы видно, что с увеличением веса БПЛА скорость, потребная для горизонтального полета, также увеличивается, так как для уравновешивания большего веса требуется большая подъемная сила, что достигается (при прочих равных условиях) увеличением скорости полета. Увеличение площади, наоборот, уменьшает потребную скорость. Для расчетов на практике обычно применяют отношение.

Также рассмотрим влияние изменения площади БПЛА на подъёмную силу.

[2, с.5]:

При открытие двух заслонок.

Делаем вывод: из-за увеличения площади подъёмная сила уменьшается.

При открытии двух заслонок с одной стороны аппарат начинает двигается не прямолинейно, а криволинейно точнее по спирали.

С увеличением высоты полета массовая плотность воздуха уменьшается. Согласно формуле уменьшение плотности r приводит к увеличению потребной скорости полета.

Если изменять угол открытия заслонок, то пропорционально будет изменяться и коэффициент подъемной силы Су. А изменение Су отражается на величине потребной скорости горизонтального полета. Чем меньше Су (и угол атаки соответственно), тем больше должна быть скорость полета, и наоборот. Из этого следует важный вывод: каждому углу на данной высоте полета соответствует вполне определенная скорость горизонтального полета V_Г.П.