Основные параметры воздуха

Роль отечественных учёных и лётчиков в развитии аэродинамики.

1754г. – Ломоносов (летающая модель вертолёта).

XVIIІв. – Эйлер (вывел основные уравнения аэродинамики).

1880г. – Менделеев (создаёт труд о сопротивлении жидкости и воздухоплавании).

1882г. – Можайский (построил первый самолёт).

1897г. – Циолковский (первая аэродинамическая труба).

1904г. – Циолковский (дал описание и чертежи самолёта, близкого к современному).

– Предсказал будущность реактивных и космических полётов.

1902-09г.– Жуковский (совершенствует аэродинамическую трубу, разработал теорию воздушного винта).

1904г. – Создаётся ЦАГИ.

1902г. – Чаплыгин (пишет работу о газовых струях).

1922г. – Чаплыгин (теорию разрезного крыла, механизированное крыло).

1925-29г. – Пышнов (разработал теорию штопора).

1913г. – Нестеров – выполнил «мертвую» петлю.

1914г. – Нестеров – воздушный таран.

1916г. – Арцеулов – штопор (ввёл и вывел).

 

Тема №2. Основные параметры и законы движения воздуха.

Основные параметры воздуха.

1. Давление – сила, перпендикулярно действующая на единичную поверхность.

 

“Р”

Атмосферное давление – это нагрузка на единицу площади и равна по величине весу столба воздуха, простирающегося от данной поверхности до верхней границы атмосферы.

Замеряется барометром.

1 тех. атм. = мм рт ст.

1 физ. атм. = 760 мм рт ст. ≈

1 мм рт ст. = 133,3 ПА

760 мм рт ст. = 101325,0 ПА

Атмосферное давление с подъёмом на высоту уменьшается, так как уменьшается вес столба воздуха.

 

2. Температура воздуха – это степень нагретости воздуха. Измеряется по шкале Цельсия и Кельвина.

 

Абсолютным нулём называется температура, при которой практически отсутствует тепловое молекулярное движение.

 

С подъёмом на высоту на каждые 1000м tº воздуха в среднем понижается на 6,5ºС.

t_Н. = t_О – 6,5 · Н (км)

3. Плотность воздуха

- это количество воздуха в единице объёма.

Плотность воздуха бывает:

– весовая (γ);

– массовая(ρ).

Весовая плотность – вес воздуха в 1 м³

 

при нормальных условиях (Р = 760 мм рт ст, tº = 15ºC)

γ = 1,225 ^кг/_м³.

 

 

Массовая плотность – масса воздуха в 1 м³

Зависимость массовой плотности от весовой.

разделим обе части на объём.

= стандартная атмосфера.

Вывод: Массовая плотность прямопропорциональна весовой и обратнопропорциональна ускорению свободного падения.

 

Зависимость массовой плотности (ρ) от давления (Р) и температуры (t º).

 

в технической системе единиц.

Если: зависимость прямая;

 

Если: зависимость обратная.

 

Вывод: С подъёмом на высот уизменяется Р и tº, что приводит к изменению массовой плотности. Поэтому от давления (Р) массовая (ρ) находится в прямой зависимости, а от tº в обратной..

Плотность воздуха оказывает существенное влияние на аэродинамические и лётные характеристики самолёта. С уменьшением плотности эти характеристики ухудшаются.

 

Пример: Определить массовую плотность воздуха если:

tºС = 20º;

Р = 680 мм рт ст.

=

 

Физические свойства воздуха.

1. Цвет.

2. Прозрачность.

3. Теплопроводность.

4. Электропроводность.

5. Инертность.

6. Вязкость.

7. Сжимаемость.

 

Инертность – способность воздуха сопротивляться изменению состояния относительного покоя или прямолинейного равномерного движения.

Вязкость – способность воздуха сопротивляться взаимному сдвигу своих частиц.

Сжимаемость – способность воздуха изменять свой объём (V), а,следовательно, и ρ при изменении “tº” и “Р”.

 

МСА (Международная стандартная атмосфера).

Это таблица, в которой для каждой высоты даны вполне определённые значения (среднегодовые) основных параметров воздуха (Р; tº; ρ).

МСА предназначена для того, чтобы результаты испытаний самолётов в различных условиях привести к стандартным (т. е. единым).

 

За нулевую “ H ” Р_о = 101325ПА Р_о = 760 мм рт ст.

γ = 1,225 ^кг/_м³ Т_о ⁼ 228,15К t_о = +15ºС

ρ = 0,125

Эквивалентная высота – это высота по стандартной атмосфере, на которой плотность такая же, как на фактической.

 

Н (м)	Р мм рт ст.	tºC	γ кг/м3	ρ
		+ 15º	1,225	0,125
		+ 11,8	1,166	0,119
		8,5	1,112	0,113
		– 4,5	0,909	0,093
		– 7,8	0,863	0,088
		– 11	0,819	0,084

 

Пример: Определить Н_экв. если полёт выполняется на Н_факт = 3000м, Р_о = 500 мм рт ст., tºC = 0º.

= = 0,089

по таблице МСА ρ=0,089 соответствует Н_экв.=3500м.