Минимальное лобовое сопротивление самолёта

1.

Лекция 3. Минимальное лобовое сопротивление самолёта
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
1

2.

Примеры самолётов с отогнутой кормовой частью
фюзеляжа
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
2

3.

Поправка, учитывающая угол атаки и изгиб хвостовой
части фюзеляжа вверх
Картина обтекания хвостовой части
фюзеляжа (NCR Aeron Report LR 395)
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики,
2021
3

4.

Концепция поперечного обтекания при оценки
дополнительного сопротивления отогнутой хвостовой
части фюзеляжа
dX ï .ï ñx ï .ï
Bô
1/ 2 V sin ô
sin ô dx
cos
2
l
ô
bô
X ï .ï
3
Cx S sin ô cxï .ï
dx
1 2 V 2
cos
0
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
4

5.

Концепция поперечного обтекания при оценки
дополнительного сопротивления отогнутой
хвостовой части фюзеляжа
II
lII
Dýêâ ì .ô
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики,
2021
5

6.

Лобовое сопротивление мотогондолы двигателя
Рисунок 3-3 – Мотогондола двигателя: 1 – обтекатель вентилятора; 2 – обтекатель газогенератора; 3 –
центральное тело; 4 – миделево сечение
Омываемая площадь поверхности мотогондолы
D
D
Fî ì .âåí ò löåí òð Dâåí ò 2 0,35 0,8 î áå÷ 1,15(1 ) ñ.âåí ò ,
Dâåí ò
Dâåí ò
где – отношение длины передней части обтекателя вентилятора к его общей длине.
Омываемая площадь поверхности обтекателя газогенератора
Fî ì .ãàç
53
Dãàç
1 Dñ.ãàç
lãàç Dãàç 1 1
1 0,18
;
3
Dãàç
lãàç
Омываемая площадь поверхности центрального тела равна
Площадь омываемой поверхности мотогондолы двигателя
будет равна сумме
Fî ì .ö.ò 0, 7 lö.ò Dö.ò .
Sì .ã Fî ì .âåí ò Fî ì .ãàç Fî ì .ö.ò
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики,
2021
6

7.

Коэффициент минимального лобового сопротивления
гондол двигателей
cxa 0ì .ã cxa F ì .ã cF ì .ã M
ì .ã 1 ì .ã ,
ì .ã
2,2
1,5ì .ã ýô
3,8
3ì .ã ýô
Sì .ã
Sì .ì .ã
.
ì .ã.ýô
lì .ã.ýô
d ì .ì .ã.ýô
Для грубой оценки сопротивления мотогондолы
двигателя ТРДД можно использовать формулу
cxa 0ì .ã 1,25ñF
Sì .ã
,
Sì .ì .ã
где cF – коэффициент трения вычисляется по
формуле для полностью ТПС по эффективной
длине мотогондолы
Рисунок 3-3 – Определение эффективной
длины гондолы винтовых двигателей
cF 0,455 lg Re
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
2,58
7

8.

Коэффициент минимального лобового
сопротивления пилона
Расчёт коэффициента минимального лобового сопротивления пилона
аналогичен расчёту коэффициента профильного сопротивления крыла по
формуле (3-1), в которой коэффициент формы пилона вычисляется так
cxa p ï èë 2 cF c ï èë M .
(3-1)
cï èë 1 ï èë , ï èë 2,7ñï èë cos 2 1 4ï èë
cF f Re, xt , Re
V bñð. ï èë
H
, xt
xt
bñð. ï èë
При значениях чисел Рейнольдса Re 3 107 ТПС
cF 0,455 lg Re
2,58
;
Для смешанного пограничного слоя при значениях чисел
Рейнольдса 4,85 105<Re<3 107
cF 0,455 lg Re
2,58
1 xt 40 xt
0,625
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
/ Re
0,375
0,8
.
8

9.

Коэффициент минимального лобового сопротивления
хвостового оперения
Коэффициент профильного сопротивления ГО или ВО определяется формулой
cxa p ã.î (â.î ) 2ñF ã.î (â.î ) c ã.î (â.î ) , c ã.î (â.î ) 1 ã.î (â.î ) ,
ã.î (â.î ) 2,7ñã.î (â.î ) 100ñã.î4 (â.î ) cos 2 1 4ã.î (â.î )
При значениях чисел Рейнольдса Re 3 107 реализуется на поверхности ГО или
ВО турбулентный пограничный слой
cF ã.î (â.î ) 0,455 lg Reã.î (â.î )
2,58
Для смешанного пограничного слоя при значениях чисел
Рейнольдса 4,85 105<Re<3 107
cF
ã.î (â.î )
0,455 lg Reã.î (â.î )
2,58
xt ã.î (â.î )
1 xt ã.î (â.î ) 40 xt ã.î (â.î )
0,625
/ Re
0,8
.
ã.î (â.î )
0,375
10nã.î (â.î )
; xc ã.î (â.î )
min
Reã.î (â.î )
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
9

10.

Координата точки перехода ламинарного пограничного
слоя в турбулентный
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
10

11.

Определение коэффициента минимального лобового
сопротивления самолёта
cxa 0 M M*
kòêð cxa êð cxa ô Sì .ô kòã.î cxa ã.î S ã.î kòâ.î cxa â.î S â.î
1,05
m
n
S kòì .ãm cxa ì .ã j Sì .ã j kòì .ã n cxa ì .ãi Sì .ãi
j
1
i
1
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
11

12.

Пример сводки лобовых сопротивлений частей самолёта
Наименование элемента
самолета
№
Колво п,
шт.
Площадь
Коэффициент
в плане
Сxa0Sj
лобового
или
сопротивления
миделя
%
1 Крыло
1
300
0,0062
1,860 38,05
2 Фюзеляж
1
19,625
0,0684
1,341 27,41
1
63
0,0082
0,517 10,58
1
49,6
0,0076
0,377
5 Мотогондола
4
3,14
0,0552
0,693 14,18
6 Пилон
4
4,6
0,0055
0,101
2,07
Итого:
4,888
100
3
4
Горизонтальное оперение
(ГО)
Вертикальное оперение
(ВО)
Сxa0≈0,02
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
7,71
12

13.

Спасибо за внимание!
Фролов В.А. Лекции по аэродинамики, 2021
13