Аэромеханика самолета рассматривает вопросы, связанные с исследованием траекторий движения самолета, его устойчивости и управляемости.
Знание законов аэромеханики самолета позволяет определить его летные характеристики, обеспечить устойчивость и управляемость, установить потребную степень автоматизации контура ручного управления, осуществить в процессе проектирования наиболее целесообразную компоновку самолета, выработать рациональные технику пилотирования и условия эксплуатации самолета.
В своих методах исследования аэромеханика самолета опирается на основные положения теоретической механики, аэродинамики, теории авиационных двигателей, автоматического управления и других дисциплин.
Ввиду большой сложности задачи исследования полета самолета ее обычно решают в два этапа.
На первом этапе самолет рассматривают как управляемую материальную точку с массой, равной массе самолета, к которой в свободном полете приложены сила тяжести, аэродинамические силы и тяга движителей. Исследуют уравнения движения центра масс самолета в предположении, что управление движением осуществляется идеально. Такое «идеальное» движение на втором этапе рассматривают, как опорное. Самолет рассматривают как материальное тело. Исследуют возмущенное движение вблизи опорной траектории и возможность реализации опорного движения при управлении самолетом.
Представление о самолете как о материальной точке позволяет изучить различные установившиеся режимы полета, например, горизонтальный полет на различных высотах, набор высоты и скороподъемность, снижение, установившийся вираж, дальность и продолжительность полета. Кроме установившихся режимов полета изучают неустановившиеся движения самолета по прямолинейным и криволинейным траекториям, в том числе и оптимальным, различные методы наведения на движущиеся цели, движение самолета при взлете и посадке.
1254
Оглавление
Стр. Предисловие .......................... 3
Глава I. Уравнения движения самолета.............. 7
1. Применение общих положений механики при составлении уравнений движения самолета...................... 7
2. Системы координат, применяемые в аэромеханике самолета ... 10
3. Формула преобразования проекции вектора в матричном виде . . 19
4. Геометрические соотношения между углами........... 21
5. Кинематические уравнения................. . 22
6. Внешние силы и моменты, действующие на самолет........ 24
7. Уравнения движения центра масс самолета.......... 26
8. Динамические уравнения движения самолета относительно центра
масс............................. 32
9. Система уравнений движения самолета в общем виде. Опорное и возмущенное движения................... 34
10. Типовые маневры и расчетные случаи при анализе летных характеристик .......................... 40
Глава II. Исходные данные для расчета траекторий......... 43
1. Аэродинамические характеристики самолета.......... 44
2. Ограничения высоты и скорости полета............ 49
3. Характеристики двигателей, применяемых на самолете, и располагаемые тяги........................ 51
Глава III. Установившиеся режимы полета самолета........ 53
1. Расчет летных характеристик самолета в установившемся прямолинейном полете. Метод тяг.................... 55
2. Расчет скороподъемности самолета и максимальной высоты установившегося полета....................• 6*
3. Расчет летных характеристик методом мощностей....... "
4. Характеристики полета самолета в атмосфере, отличной от стандартной ............., ,............. °?
5. Установившееся планирование самолета............ °°
Глава IV. Неустановившиеся квазипрямолинейные режимы полета . • "9
1. Упрощение уравнений движения для квазипрямолинейных траекторий. Энергетическая высота. Основные соотношения для расчета не-стационарных режимов полета................
2. Методы расчета квазипрямолинейных участков траекторий при по-лете по заданной программе.................•
Стр.
3. Оптимизация траекторий неустановившегося набора высоты ... 78
4. Неустановившееся снижение самолета............. 82
5. Динамические режимы полета................ . 84
Глава V. Дальность и продолжительность полета. Затраты топлива и
время выполнения полетного задания........... 85
1. Затраты топлива, дальность и продолжительность в установившемся горизонтальном полете ................... 86
2. Техническая дальность и потери дальности в реальном полете . . 94
3. Радиус действия самолета ................... 96
4. Учет ветра при расчете дальности полета............ 97
5. Увеличение дальности полета дополнительной заправкой самолета топливом в воздухе ..... .............. 99
6. Время и затраты топлива на нестационарных режимах полета. Потерянная дальность..................... 101
7. Профиль полета на заданную дальность............ 105
Глава VI. Маневренные характеристики самолета......... 113
1. Располагаемая перегрузка и изменение уровня энергии самолета
при маневре......................... 114
2. Характерные маневры самолета в вертикальной плоскости .... 118
3. Маневрирование самолета в горизонтальной плоскости..... 122
4. Пространственный маневр.................. 127
Глава VII. Маневр самолета при наличии дополнительных кинематических связей........................ 128
1. Принципы наведения на подвижную цель........... 129
2. Методы наведения...................... 138
3. Располагаемые траектории наведения. Зона возможных атак . . . 148
4. Особенности расчета траекторий наведения ........... 149
Глава VIII. Взлетные и посадочные характеристики самолета .... 152
1. Взлет с разбегом...................... 152
2. Посадка с пробегом...................... 159
3. Прерванный и продолженный взлет.............. 163
4. Укороченный и вертикальный взлет и посадка.......... 164
Глава IX. Устойчивость и управляемость самолета......... 166
1. Уравнения возмущенного движения. Определение устойчивости . . 167
2. Уравнения первого приближения. Теоремы А. М. Ляпунова об устойчивости по первому приближению. Критерии устойчивости. . . 168
3. Уравнения движения самолета как системы материальных точек. Линеаризация уравнений движения.............. 173
4. Разделение системы уравнений. Уравнения продольного и бокового возмущенного движения самолета............... 176
5. Понятия устойчивости и управляемости самолета........ 182
Глава X. Моменты, действующие на самолет в полете, и их производные 183
1. Аэродинамический момент тангажа самолета в прямолинейном установившемся полете без крена и скольжения.......... 184
2. Момент тангажа от тяги движителя в прямолинейном установившемся полете........................ 206
3. Особенности расчета аэродинамических моментов тангажа самолетов схемы «утка» и «бесхвостка»................ 208
4. Влияние близости земли на аэродинамический момент тангажа самолета ............................ 211
5. Боковые силы и моменты, действующие на самолет в прямолинейном установившемся полете.................... 212
6. Дополнительные моменты, действующие на самолет при криволинейном и неустановившемся движении............ 225
413
Стр.
7. Суммарные боковые моменты и момент тангажа самолета . , , 94R
8. Аэродинамические шарнирные моменты органов управления . , 237
9. Статическая устойчивость самолета............. 242
Глава XI. Продольная балансировка самолета и усилия на ручке управления . «...... . .,...............t 253
1. Продольная балансировка самолета в криволинейном установившемся полете . , . ,................... . , 254
2. Продольная балансировка самолета в горизонтальном установившемся полете........................ 256
3. Предельная передняя центровка самолета . .'.......... 261
4. Предельная задняя центровка. Диапазон допустимых центровок . 263
5. Потери, связанные с балансировкой самолета, и балансировочная поляра........................... 263
6. Усилия на ручке управления рулем высоты........... 266
7. Способы уменьшения усилий на рычагах управления самолетом . 274
Глава XII. Боковая балансировка самолета и усилия на рычагах управления ......................... 276
1. Боковая балансировка самолета в установившемся прямолинейном полете............................ 276
2. Балансировка самолета в криволинейном установившемся полете . 282
3. Усилия на рычагах управления элеронами и рулем направления в установившемся полете................... 284
Глава XIII. Продольное возмущенное движение самолета...... 292
1. Свободное продольное возмущенное движение самолета с фиксированными органами управления. Границы области продольной устойчивости .......................... 292
2. Короткопериодическое и длиннопериодическое продольное возмущенное движение....................... 298
3. Уравнения короткопериодического возмущенного движения самолета при фиксированных рулях, их решение и анализ. Условия устойчивости самолета в короткопериодическом движении...... 300
4. Длиннопериодическое продольное возмущенное движение самолёта. Условия устойчивости самолета в длиннопериодическом движении 306
5. Возмущенное движение самолета при отклонении органов продольного управления....................... 310
6. Влияние конструктивных параметров самолета и режима полета на продольную устойчивость и управляемость........... 328
Глава XIV. Боковое возмущенное движение самолета.......332
1. Свободное боковое возмущенное движение самолета с фиксированными органами управления креном и рысканьем. Границы области боковой устойчивости ...................... 332
2. Разделение бокового возмущенного движения самолета на быстрое
и медленное движения................... 3>8
3. Поведение самолета при несимметричной тяге......... 348
4. Реакция самолета на отклонение элеронов и руля направления . • 351
5. Влияние конструктивных параметров и режима полета на боковую управляемость самолета.................... 356'
Глава XV. Устойчивость и управляемость самолета с автоматикой в системе управления................... 359"
1. Характеристика пилота как звена системы управления.....• 3bl
2. Необходимость автоматики при ручном управлении самолетом. Авто-маты демпфирования, устойчивости, АРУ............ ^,
3. Автоматическое управление самолетом. Основные схемы автопилотов Зон-
414
Стр. Глава XVI. Пространственное возмущенное движение, штопор самолета 374
1. Взаимодействие продольного и бокового движений самолета .__ . . 375
2. Проявление взаимодействия продольного и бокового движений самолета при полете на малых углах атаки. Уравнения движения самолета .......................* ' ' '
3. Особенность характеристик бокового движения самолета на больших углах атаки. Самовращение крыла............... 386
4. Штопор самолета . . . ,.................• 388
Глава XVII. Влияние упругости конструкции самолета на устойчивость
и управляемость ................... 394
1. Влияние упругости конструкции частей самолета на характеристики возмущенного движения................ ' ' ' '
2. Схема исследования влияния упругости конструкции на устойчивость
и управляемость самолета ................... 405
Список литературы ........................ 410
Цена: 300руб.
