Домашнее задание Полет летательного аппарата в установившемся режиме (условие) (Домашнее задание "Полет летательного аппарата в установившемся режиме" (условие))

ДЗ по курсу «Механика полёта»

Полёт летательного аппарата в установившемся режиме

Рассчитать параметры заданного установившегося (балансировочного) режима полёта беспилотного летательного аппарата (БЛА) с заданными характеристиками с учётом заданных ограничений. При необходимости использовать закрылок.

В случае невозможности выполнения заданного режима дать предложения по возможному разумному изменению характеристик ЛА.

Проверить устойчивость и качество выполнения режима.

Дать рекомендации по расчёту системы стабилизации.

Исходные данные (см. таблицу 1):

- режим полёта: прямолинейный с постоянной скоростью V (в м/с), углом наклона траектории  (в градусах) и средней высотой H (в м);

- масса ЛА m (в кг);

- момент инерции I_z (в кг·м²);

- площадь крыла S (в м²);

- средняя аэродинамическая хорда (САХ) крыла b_a (в м);

- диапазон допустимых углов атаки [α_min,α_max] (в градусах);

- предельные отклонения руля высоты ±_вm (в градусах);

- максимальная возможная с учётом высоты и скорости полёта тяга P_m(V,H) (в Ньютонах, вектор тяги направлен по продольной оси аппарата);

- коэффициенты нулевой подъемной силы C_yа0, производной подъемной силы по углу атаки C_yа^α и производной подъемной силы по углу отклонения закрылков C_yа^φ (производные для углов в градусах);

- углы возможных отклонения закрылков φ₁ и φ₂ (в градусах);

- коэффициенты профильного сопротивления C_xа0 и отвала поляры A (индуктивного сопротивления);

- расстояние (относительное) между центром масс и расположенным сзади него фокусом ЛА x_F;

- коэффициенты тангажного момента при нулевой подъемной силе m_z0, производной тангажного момента по углу отклонения руля высоты m_z^ (для угла в градусах) и вращательной производной тангажного момента m_z^(α) (для приведенной угловой скорости =_zb_a/V в радианах).

Примечания:

1. Изменение плотности и ускорения силы тяжести на рассматриваемом участке полёта считать пренебрежимо малым.

2. Изменения аэродинамических сил при отклонении руля высоты считать пренебрежимо малыми.

3. Изменения сопротивления и тангажного момента при отклонении закрылка считать пренебрежимо малыми.

4. Максимальная тяга задаётся в таблице 1 или определяется по формуле P_m(V,H) = k_Bk_P(H)P_m0(V), в которой значения k_B, P_m0(V) и k_P(H) выбираются из таблиц 1, 2 и 3 соответственно. В промежуточных точках использовать линейную интерполяцию.

5. Вращательная производная тангажного момента m_z^(α) задаётся в таблице 1 или определяется по таблице 4. В промежуточных точках использовать линейную интерполяцию.

6. Если при невозможности выполнения заданного режима предлагается расширить диапазоны располагаемых значений управляющих переменных (включая тягу), то расчёт устойчивости и качества произвести для потребных значений этих переменных. В случае других предложений при их достаточном обосновании расчёт устойчивости и качества можно не проводить.