Высотно-скоростные характеристики двигателя

Если для проектируемого ЛА разрабатывается новый двигатель, в процессе эскизного проектирования ведется согласование характеристик планера и силовой установки, разрабатывается ТЗ на проектирование двигателя и устанавливаются его потребные характеристики.

Рисунок 5. Высотно-скоростные характеристики двигателя

Основными характеристиками двигателя любого типа являются:

- масса двигателя и его габариты;

- стартовая тяга двигателя ;

- удельная масса двигателя , кг/Н;

- удельный расход двигателя , показывающий расход массы топлива на создание 1 Н тяги в час, кг/(НЧч);

- высотно-скоростные характеристики  и ;

- ресурс двигателя.

Качественный характер высотно-скоростных характеристик ГТД иллюстрирует Рисунок 6.

Рисунок 6. Качественный характер высотно-скоростных характеристик ГТД

Для ГТД эти характеристики определяются главным образом степенью повышения давления в компрессоре, степенью двухконтурности и температурой газа перед турбиной.

а)                                                б)

Рисунок 7. Зависимость удельного расхода двигателя :

а) от скорости, б) от высоты

Потребная для определенных условий полета тяга (мощность) обеспечивается выбором соответствующего режима работы силовой установки. Летчик управляет режимом работы двигателя с помощью рычага управления двигателем (РУД), перемещение которого регулирует, т.е. увеличивает или уменьшает – дросселирует расход топлива.

Теоретическая часть

В данной исследовательской работе был рассмотрен БПЛА самолетного типа, которому соответствуют летно-технические, аэродинамические характеристики и высотно-скоростные характеристики двигателя.

Для построения эксплуатационной области БПЛА были использованы в расчетах следующие летно-технические характеристики:

 – вес БПЛА;

 – площадь крыла БПЛА.

Зависимости коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы показаны на Рисунках 8, 9 соответственно, а также в Таблице 1 приведены их численные данные.

Таблица 1. Значения зависимостей коэффициента лобового сопротивления и коэффициента подъемной силы от угла атаки

2	0,037	0,186
4	0,0378	0,36
6	0,0415	0,552
8	0,0507	0,744
10	0,063	0,937
12	0,082	1,131
14	0,107	1,308
16	0,1339	1,46
18	0,178	1,591
20	0,24	1,581

 

Рисунок 8. Зависимость коэффициента лобового сопротивления от угла атаки

Рисунок 9. Зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки

Высотно-скоростные характеристики двигателя БПЛА для характерного диапазона высот представлены на Рисунке 10, а в Таблице 2 приведены численные значения.

 

Таблица 2. Значения высотно-скоростных характеристик двигателя БПЛА

0	181,3	150,9	125,8	100,4
50	164,4	136,3	110,5	88,4
100	146,4	119,5	93,6	76
150	127,3	100,7	77,2	62,9
200	108	84,3	64,4	51,3
250	87,3	68,5	54,3	40,8
300	68,8	55,1	44	32

 

Рисунок 10. Высотно-скоростные характеристики двигателя БПЛА

Для расчета и построения эксплуатационной области БПЛА были использованы характеристики стандартной атмосферы в рассматриваемом диапазоне высот, представленные в Таблице 3, где:

 - высота полета БПЛА;

 - относительная плотность воздуха.

 

Таблица 3. Характеристики стандартной атмосферы

0	0,124916
500	0,119029
1000	0,113358
1500	0,107897
2000	0,10264
2500	0,0975825
3000	0,0927185