5 / 13
где
k
— коэффициент торможения потока;
C
α
y
г.о
— коэффициент подъем-
ной силы ГО при текущем угле атаки
α
(далее символ
α
будет опущен);
А
г.о
— статический момент ГО, который определяется по формуле [2]
А
г.о
=
L
г.о
b а.баз.крS
г.о
S баз.кр.
(2)
Здесь
L
г.о
и
S
г.о
— длина плеча и площадь горизонтального оперения;
b а.баз.кр— средняя аэродинамическая хорда базового крыла;
S
баз.кр—
базовая площадь крыла.
Момент тангажа
M
z
г.о
является сопрягаемой величиной при опре-
делении эффективности горизонтального оперения в соответствии с
формулой (1), поскольку в обоих случаях параметрами для вычисле-
ний являются:
C
y
г.о
,
S
г.о
и
L
г.о
.
При проектировании самолета конструктор должен стремиться к
минимально возможным габаритным размерам горизонтального опе-
рения при условии, что создаваемый момент достаточен для стабили-
зации самолета в воздухе, выполнения всех необходимых маневров и
обеспечивает требуемый диапазон центровки.
Минимизация габаритных размеров горизонтального оперения
обусловлена следующими факторами:
дополнительным сопротивле-
нием, которое создает горизонтальное оперение при разных углах от-
клонения, что приводит к потере аэродинамического качества самоле-
та и к потерям на балансировку; местоположением горизонтального
оперения на фюзеляже, т.е. его удалением от центра масс, что влияет
на весовую эффективность планера; габаритными размерами, массой
всего самолета и связанными с ними моментами инерции и демпфи-
рования, определяющими маневренность самолета.
Подставив
Y
г.о
=
C
y
г.о
S
г.о
q
г.о
в выражение для моментов оперения,
получим [2]
M
z
г.о
=
C
Y
г.о
S
г.о
L
г.о
q
г.о
,
(3)
где
q
=
ρ
в
V
2
2
— скоростной напор горизонтального оперения (
ρ
в
—
плотность воздуха на высоте
H
;
V
=
M
a
— скорость воздушного
потока, обтекающего самолет; M — число Маха,
a
— скорость звука на
высоте
H
). Плотность воздуха
ρ
в
и скорость звука на высоте
H
берутся
из таблицы [4]. Таким образом, решение проектной задачи выбора
параметров горизонтального оперения как задачи нижнего уровня при
проектировании самолета в целом сводится к обеспечению потребного
момента тангажа относительно оси
О
Z
:
М
z
г.о
≥
М
потребный
,
(4)
т.е. момента, который требуется создать на горизонтальном оперении
и который участвует в общем уравнении сил, действующих на само-
44 ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2016. № 2