PROJEKTOWANIE SAMOLOTÓW
ZAGADNIENIA NA EGZAMIN
UWAGA! Udzielenie poprawnej odpowiedzi na każde pytanie z zakresu wiedzy określonej
w pkt. 1 ¸ 3, jest warunkiem koniecznym do zaliczenia egzaminu
1. Parametry profilu – definicje i zależności
– kąt natarcia;
– grubość względna;
– rodzaje profilów lotniczych.
2. Parametry skrzydła – definicje i zależności
– rozpiętość;
– powierzchnia;
– kąt skosu;
– kąt wzniosu;
– kąt zaklinowania;
– wydłużenie;
– zbieżność.
3. Podstawowe wielkości aerodynamiczne – definicje i zależności
– siła nośna i siła oporu czołowego;
– doskonałość aerodynamiczna;
– liczba Macha;
– współczynnik nadmiaru mocy (ciągu);
– współczynnik obciążenia powierzchni nośnej.
4. Charakterystyki aerodynamiczne
– definicje prędkości samolotu (minimalna, maksymalna, przeciągnięcia, pionowa, rzeczywista, przyrządowa, podróżna)
– zasięg samolotu;
– pułap samolotu;
– wpływ parametrów profilu i skrzydła na charakterystyki aerodynamiczne.
5. Mechanizacja skrzydła samolotu
– przeznaczenie mechanizacji;
– rodzaje mechanizacji i ich zasada działania
6. Wyważenie samolotu
– średnia cięciwa aerodynamiczna;
– wyważenie ciężarowe;
– wyważenie aerodynamiczne;
– opór wyważenia;
– wyznaczanie środka masy.
7. Tworzenie wymagań technicznych dla samolotu.
– dobór zespołu napędowego;
– osiągi samolotu;
– właściwości pilotażowe
– wymagania lotno-techniczne;
– właściwości technologiczne;
– profil misji
8. Wyznaczanie podstawowych wielkości aerodynamicznych samolotu
– obliczanie siły oporu czołowego i siły nośnej;
– wyznaczanie prędkości minimalnej i maksymalnej;
– przeciążenia działające na samolot;
– zastosowanie współczynnik nadmiaru mocy i współczynnik obciążenia powierzchni nośnej w obliczeniach projektowych.
9. Stateczność i sterowność samolotu
– stateczność statyczna i dynamiczna;
– stateczność podłużna, poprzeczna i kierunkowa;
– sterowność samolotu – definicja;
– działanie starów samolotu.
10. Charakterystyki zespołu napędowego
– krzywe ciągu niezbędnego i rozporządzalnego;
– rodzaje napędów lotniczych i obszary ich zastosowania;
– śmigła lotnicze
11. Określanie mas składowych samolotu
12. Bryła samolotu
– układ aerodynamiczny samolotu;
– geometria skrzydła, kadłuba i usterzenia;
– podwozie samolotu;
– układ sterowania samolotu.
Kąt natarcia - jest to (umowny) kąt pomiędzy kierunkiem strugi napływającego powietrza, a () lub płata . Kąt natarcia ma kluczowy wpływ na powstawanie działającej na skrzydło i odpowiedzialnej za unoszenie się samolotu w powietrzu.
Grubość względna – stosunek grubości profilu do cięciwy
Rodzaje profili []
Wyróżnia się profile:
· symetryczne (NACA 0012)
· niesymetryczne (NACA 4418, ILHX4A1-9)
o wklęsłowypukłe – w których zarówno spodnia, jak i górna część profilu są wygięte ku górze (Epler 58)
o płaskowypukłe – w których spodnia część profilu jest płaska, zaś górna wygięta ku górze (OCC-ЦКБ No5, S.T.Aé. 237)
o dwuwypukłe – w których dolna część profilu jest wygięta ku dołowi, zaś górna – do góry (NACA 23024).
rozpiętość skrzydła (odległość pomiędzy końcówkami)
powierzchnia skrzydła – powierzchnia pokrycia skrzydła wyrażona w m^2
Kąt skosu, kąt zawarty między prostopadłą do płaszczyzny symetrii samolotu a linią leżącą w odległości 25% cięciwy skrzydła od . Może być ujemny (skrzydła skośne do przodu) lub dodatni (skośne do tyłu).
Wzniosu kąt, kąt odchylenia płaszczyzny cięciwy skrzydła lub statecznika poziomego od płaszczyzny poziomej. Dodatni (gdy koniec jest powyżej nasady) powoduje wzrost stateczności poprzecznej, ujemny stosowany jest przy skrzydłach skośnych, charakteryzujących się zbyt dużą statecznością.
Kąt zaklinowania, kąt nastawienia, kąt zawarty między cięciwą profilu aerodynamicznego skrzydła a osią .
Wyd³u¿enie skrzyd³a- ma wp³yw na opór modelu ze wzglêdu na wystêpowanie wirów brzegowych. Wiry brzegowe tworz¹ siê na skutek przep³ywu powietrza z obszaru nadcioenienia (pod skrzyd³em ) do obszaru podcioenienia (nad skrzyd³em) i mog¹ poch³aniaæ znaczn¹ czêoeæ energii modelu
-
Zbieżność skrzydła - to stosunek cięciwy końcówki skrzydła do cięciwy przy kadłubie.
Siła oporu czołowego D jest skierowana przeciwnie do kierunku ruchu i ma istotny wpływ na prędkość poruszania
Siła nośna – działająca na poruszające się w , prostopadła do kierunku ruchu. Najbardziej reprezentatywnym przykładem wykorzystania siły nośnej jest siła nośna .
Doskonałość statku powietrznego (doskonałość aerodynamiczna) - jest to stosunek Cx do Cz lub odwrotnie
Liczba Macha, mach (M, Ma) – wyrażająca:
· stosunek prędkości przepływu w danym miejscu do
· stosunek prędkości obiektu poruszającego się w płynie do prędkości dźwięku w tym płynie niezakłóconym ruchem obiektu, czyli formalnie – w nieskończoności.
gdzie:
· v – prędkość przepływu lub obiektu
· a – prędkość dźwięku w płynie w danym miejscu lub – odpowiednio – w nieskończoności.
Współczynnik nadmiaru ciągu (mocy)- jest to wartość mocy silnika przewyższające opór czołowy. Moc (ciąg) dysponowana w lotach samolotów, szczególnie widoczna w samolotach odrzutowych.
współczynnik obciążenia powierzchni nośnej – jest to maksymalne obciążenie jakie powierzchnia nośna może wytrzymać, mierzone w kg/m^2
Jest to minimalna prędkość z jaką może bezpiecznie poruszać się w powietrzu bez ryzyka spadnięcia na ziemię
maksymalna prędkość, przy której maksymalne wychylenie powierzchni sterowych nie powoduje jeszcze nadmiernych obciążeń struktury samolotu.
Prędkość Przeciągnięcia - W miarę zbliżania się do prędkości przeciągnięcia, stery tracą swą efektywność, w wyniku czego może wystąpić - w zależności od przebiegu przeciągnięcia - częściowa lub całkowita utrata statku powietrznego. Symptomem zbliżania się do prędkości przeciągnięcia może być również tzw. trzepotanie skrzydeł - odczuwalne drgania, oznaczające, że na części powierzchni skrzydeł już nastąpiło oderwanie strug.
Prędkość pionowa – Jest to prędkość wznoszenia się lub opadania
Prędkość rzeczywista - True Air Speed) – prędkość rzeczywista lotu względem opływających samolot strug powietrza; jest to prędkość CAS uwzględniająca poprawkę związaną z wysokością lotu, temperaturą i wilgotnością powietrza
Prędkość przyrządowa (ze względu na sposób pomiaru) jest prędkością względem powietrza, a więc zależnie od siły wiatru może być większa lub mniejsza od prędkości podróżnej (stosunku przebytego dystansu naziemnego do czasu lotu).
Prędkość podróżna – jest to ekonomiczna prędkość wyznaczna dla samolotu czasu/odległości i spalanego paliwa na trasie. Średnio określa się ją na 75% prędkości maksymalnej
Zasięg maksymalny – jest to maksymalna odległość jaką może pokonać samolot od startu do lądowania
Pułap samolotu – jest to zdolność osiągnięcia przez samolot określonej wysokości, która to wysokości jest dla niego maksymalna ze względu na charakterystyki samolotu.
Mechanizacja skrzydła, zespół zamontowanych w skrzydle urządzeń, przeznaczonych do zwiększania skrzydła przy małej prędkości lotu, głównie podczas startu i lądowania. Zalicza się tu , , oraz .
Średnia cięciwa aerodynamiczna - Mean aerodynamic chord
Cięciwa aerodynamiczna – długość odcinka łączącego dwa skrajne punkty profilu lotniczego. (między Noskiem a Ostrzem), jeżeli skrzydło jest złożone jest to średnia cięciwy całości.
,
wyważenie samolotu” określa położenie środka masy samolotu
Wyważenie aerodynamiczne jest to charakterystyka samolotu dzięki której zachowuje on swoje parametry lotu w czasie lotu na minimalnej prędkości.
W zależności od płaszczyzny w której dokonywane są zmiany położenia rozróżnia sie:
· stateczność poprzeczną - zmiany w płaszczyźnie owręża
· stateczność podłużną - zmiany w płaszczyźnie symetrii
· stateczność kierunkowa - zmiany w płaszczyźnie wodnicy.