Влияние массы БПЛА на потребные скорости

Удельная нагрузка на крыло в полете меняется в зависимости от количества горючего (его расхода).

Пусть полетный вес уменьшается, но условие горизонтального полета сохраняется (Y=G), поэтому соответственно необходимо уменьшить подъемную силу. Это можно выполнить либо уменьшением угла атаки, либо путем уменьшения скорости до величины V₁.

Если известна потребная скорость V при расчетном весе G, то вычислить потребную скорость при новом весе можно по формуле

разделив второе выражение на первое и сократив, получим

Из формулы видно, что при уменьшении полетного веса потребная скорость уменьшается пропорционально квадратному корню отношения весов (плотность воздуха неизменна). Изменение полетного веса влияет также и на другие летные качества самолета. Рассматривая кривые потребных мощностей для разного веса самолета, можно сделать выводы:

при увеличении веса самолета его минимальная посадочная, экономическая и наивыгоднейшая скорости увеличиваются, максимальная скорость уменьшается по причине увеличения угла атаки, необходимого для поддержания веса самолета в горизонтальном полете;

с увеличением полетного веса диапазон скоростей уменьшается вследствие уменьшения максимальной скорости и увеличения экономической;

с увеличением полетного веса уменьшается потолок самолета вследствие уменьшения избытка мощности.

Анализируя вышесказанное, можно сделать вывод, что с увеличением полетного веса самолета его летные характеристики ухудшаются, а с уменьшением веса самолета - улучшаются.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Для того, чтобы получить тягу, равную весу БПЛА, необходимо либо увеличить шаг, либо увеличить число оборотов. Для сохранения наивыгоднейшего значения КПД винта было бы целесообразно величину тяги поддерживать постоянной за счет изменения оборотов винта. В проектируемом БПЛА планируется в качестве силовой установки применять электродвигатель, что дает возможность изменять величину тяги за счет изменения оборотов винта, а не за счет изменения шага.

Наиболее экономичным режимом висения является режим с таким значением общего шага φ, который соответствует углу атаки сечения лопасти при наибольшем качестве профиля, т.е. когда отношение подъемной силы к сопротивлению наибольшее.

Список литературы:

1. Бюшгенс Г.С., Студнев Р.В.. Аэродинамика самолёта: Динамика продольного и бокового движения.- М.: Машиностроение, 1979г.- 352с..

2. А.И. Макаревский, Т.А. Француз. Силы действующие а самолёт в полёте и при посадке.- 1943г.

3. Требования к оформлению письменных работ, выполняемых студентами и слушателями ДВФУ. Владивосток, 2011.

Приложение А.

Схема общего вида проектируемого БПЛА

Приложение Б.

Зависимость давления, температуры и плотности воздуха от высоты по сравнению со стандартной атмосферой (p₀=101325 Па, T₀=288,15 K, ρ₀=1,225 кг/м³).