1.Определение допустимого диапазона центровок

Допустимый диапазон центровок находится между значениями предельных центровок - передней и задней: . Предельно-передняя центровка определяется из условий балансировки, а предельно-задняя - из условий устойчивости. Требования к диапазону центровок зависят от назначения (класса) самолета и задаются в нормативных документах. При выполнении курсовой работы величину требуемого эксплуатационного диапазона центровок можно принять равной 0,1…0,15 для неманевренного самолета и 0,07…0,09 для маневренного.

1. Предельно-передняя центровка

Значение предельно-передней центровки выбирается как наибольшее из нескольких расчетных случаев:

• посадка,

• отрыв носового колеса при взлете,

• маневр с максимально допустимой нормальной перегрузкой на дозвуковом режиме полета (для маневренных самолетов),

то есть .

Рассмотрим каждый расчетный случай подробно.

1. Расчетный случай «Посадка»

Конфигурация самолета – посадочная.

Определить предельно-переднюю центровку можно из уравнения балансировки самолета при допустимом отклонении руля высоты ( ):

(1)

Уравнение балансировки составляется с учетом того, что при посадке тягой двигателя можно пренебречь, а момент реакции опоры равен нулю (до касания ВПП), так что .

Из уравнения (1) выражаем :

.

Поскольку при посадке n_y=1.2, то =0,0023

Тогда окончательно

0,45-0,072=0,378,

= (-0,005+(-13,2)*0,0023+(-0,5275)*(-0,227)+(-0,1))=0,052

1.1.2.Расчетный случай «Отрыв носового колеса на взлете»

Конфигурация самолета – взлетная.

Уравнение балансировки с учетом моментов от двигателя и шасси имеет вид:

Здесь

;

;

,

α – угол атаки самолета при отрыве носового колеса.

После некоторых преобразований, аналогичных преобразованиям п.1.1.1, окончательная расчетная формула:

=0,45*1,17-0,1365=0,382

где

рассчитывается для высоты и скорости полета, соответствующих взлетному режиму.

Окончательно выбирается предельно-передняя центровка из условия: =0,382

Такой выбор обусловлен тем, что слишком передняя центровка и, следовательно, большая степень продольной статической устойчивости по перегрузке ухудшают динамику самолета, его управляемость и маневренность. Таким образом, оптимальным представляется выбор наибольшей из трех предельно-передних центровок.

1.2. Предельно-задняя центровка

Предельно-задняя центровка определяется из условия обеспечения минимального запаса статической устойчивости σ_{n min} для данного класса самолетов на дозвуковой скорости (М=0,62) и большой высоте (Н=7000).

Расчетная формула:

,

где - относительная плотность самолета в продольном движении,

– плотность воздуха на расчетной высоте,

m=m_расч - расчетная масса самолета,

S,b_a – площадь крыла и САХ самолета;

₌ =-0,0188 - минимальная степень продольной статической устойчивости самолета.

Эксплуатационный диапазон центровок равен ( ).

Далее требуется сделать вывод о соответствии эксплуатационного диапазона центровок требованиям, предъявляемым к самолетам данного класса.

Средняя центровка для дальнейших расчетов:

=0,5*(0,42+0,382)=0,401

1.3. Оценка статических и динамических характеристик продольной устойчивости и управляемости

Характеристики оцениваются в диапазоне чисел М (М=М_min,…,М_mах) горизонтального полета на расчетных высотах Н₁=500 м; Н₂=4000 м; Н₃=7000 м .

Минимальное и максимальное значение чисел Маха на каждой высоте выбирается с помощью диапазона высот и скоростей горизонтального полета для данного самолета. Количество расчетных точек по М на каждой высоте – 5…7 (как правило, ΔМ при этом составляет 0,1…0,2).

Конфигурация ЛА – полетная.

Исходные данные, необходимые для расчета, должны быть представлены в виде таблицы 2.

Таблица 2. Расчетные данные.

№ п/п	ПАРАМЕТР	Обозна­чение	Значение	Ед. измере­ния(СИ)
1.	Расчетная масса	m	37263	кг
2.	Площадь крыла	Sкр	117,44	м^2
3.	Плечо ГО	Lго	12,85	м
4.	Момент инерции самолета	Jz	416340	кг* м^2
5.	Относительная координата фокуса		0,45	-
6.	Заданная степень статической устойчивости	σn min	-0,0188	-
7.	Диапазон отклонения руля высоты	Δδв	30	град
8.	Диапазон отклонения РУС по тангажу	ΔXв	300	мм
9.	Коэффициент передачи штурвала	Кш	0,0017	мм^-1
10.	Коэффициент жесткости штурвала	Кж	3	н/мм
11.	Заданное значение опорной частоты недемпфированных колебаний	ω0 зад	2,5	с^-1
12.	Заданное значение относительного коэффициента демпфирования	ξ0 зад	0,6	с