2.10. Аеродинамічна якість літака та засоби її підвищення

Для того щоб правильно визначити льотні характеристики літака, необхідно знати піднімальну силу і силу лобового опору літака в цілому.

Чим буде відрізнятися піднімальна сила крила від піднімальної сили всього літака? При обтіканні літака потоком повітря всі його частини будуть створювати піднімальні сили. Крім крила літака, піднімальні сили будуть створюватися фюзеляжем літака, його горизонтальним оперенням та іншими, більш дрібними деталями. Однак величини цих піднімальних сил в порівнянні з величиною піднімальної сили, створюваної крилом літака, незначні. Таким чином, вважають, що Y_літ = Y_к,

де Y_літ – піднімальна сила всього літака;

Y_к – піднімальна сила, створювана крилом.

Отже, крило несе весь літак, а інші частини літака дають лише лобовий опір. Сила лобового опору літака Х_літ є сумою сил лобового опору всіх його частин:

Х_літ = Х_к + Х_ф + Х_го + Х_во + Х_ш + Х_мг +

де: Х_к, Х_ф, Х_го, Х_во, Х_ш, Х_мг – сила лобового опору крила, фюзеляжу, горизонтального оперення, вертикального оперення, шасі, мотогондоли, відповідно.

Наприклад, для літака Іл-18 при швидкості 600 км/год на крило падає біля 50 % всього опору літака, на фюзеляж – 20 %, на хвостове оперення – 10 % і на мотогондоли – 20 %.

Оскільки всі частини літака, крім крила, не створюють піднімальної сили, то суму сил лобових опорів несучих частин літака називають шкідливим опором і позначають Х_шо. Отже, Х_літ = Х_к + Х_шо.

Аеродинамічна якість літака за аналогією з крилом

.

Оскільки Y_літ = Y_к, а Х_літ = Х_к + Х_шо, тоді

.

Таким чином, аеродинамічна якість всього літака буде завжди менше аеродинамічної якості його крила, оскільки знаменник в формулі для якості літака більше на величину Х_шо.

Якщо у крил максимальна аеродинамічна якість досягає значення 25, то максимальна аеродинамічна якість для сучасних пасажирських літаків з нестрілоподібними крилами має значення близько 17, а зі стрілоподібними – 15. Наприклад, у літака Іл-18 К_мах = 16,5, а у літака Ту-154 К_мах = 15,5.

По аналогії з крилом можна побудувати поляру, тобто залежність С_у від С_х для всього літака. Вона буде відрізнятися від поляри крила тим, що зрушиться вправо на величину коефіцієнта шкідливого лобового опору літака С_хшо. Поляра літака служить основною характеристикою аеродинамічних, а отже, і льотних властивостей літака. Для того щоб збільшити аеродинамічну якість літака, необхідно зменшити значення коефіцієнта лобового опору крила С_хк і коефіцієнта шкідливого лобового опору літака С_хшо. Значення С_хк можна зменшувати, застосовуючи аеродинамічно вигідну форму крила, а також підвищуючи якість його обробки. Зменшення С_хшо досягається шляхом зменшення несучих частин літака.