Разложение полной аэродинамической силы на составляющие.
Понятия подъемной силы и силы сопротивления.
Для УДОБСТВА выполнения аэродинамических расчетов полная аэродинамическая сила R раскладывается на три взаимно перпендикулярные составляющие по осям СКОРОСТНОЙ СК.
R - Полная аэродинамическая сила.
У - Подъемная сила.
Х - Сила сопротивления.
Z - Боковая сила.
Формулы подъемной силы и сопротивления очень похожи на формулу полной аэродинамической силы:
Су - Коэффициент подъемной силы.
Сх - Коэффициент сопротивления.
р - Плотность воздуха.
V - Скорость тела относительно воздуха (или 'воздушная скорость' тела).
S - Эффективная площадь тела.
ВНИМАНИЕ: В природе не существует самостоятельно действующих подъемной силы и силы сопротивления. Они являются составными частями полной аэродинамической силы. Если принять величину боковой силы Z=0, то согласно теореме Пифагора:
или
Вернемся к рассмотрению сил, действующих на ла при выполнении прямолинейного полета с постоянной скоростью в неподвижном воздухе.
На безмоторный ЛА действуют две силы.
Сила тяжести G, направленная вертикально вниз.
Полная аэродинамическая сила R, направленная вертикально вверх и уравновешивающая G.
На рисунке 11 показано разложение полной аэродинамической силы R на подъемную силу Y и силу сопротивления X. Разложение R на Y и Х строится относительно воздушной скорости ЛА.
ПОДЪЕМНАЯ СИЛА, ХОТЯ И НАЗЫВАЕТСЯ ПОДЪЕМНОЙ, НО ОНА НЕ ОБЯЗАНА БЫТЬ. 'ПОДНИМАЮЩЕЙ', ОНА НЕ ОБЯЗАНА БЫТЬ НАПРАВЛЕНА 'ВВЕРХ'. На рисунке 11 видно, что Y относительно земной поверхности направлена не только 'вверх', но и немного 'вперед' (вдоль проекции траектории полета на землю), а Х не только 'назад', но и немного 'вверх'. Если рассмотреть полет круглого парашюта, который фактически не летит, а опускается вертикально вниз, то в этом случае Y=0, а Х совпадает с R. Смотри рисунок 12.
Впр: Назвать случаи применения в технике 'антикрыльев'. То есть крыльев, которые специально устанавливаются таким образом, чтобы создаваемая ими подъемная сила была направлена 'вниз'.
Характерные углы, определяющие ориентацию ла в пространстве.
Углы, определяющие ориентацию ла относительно земной поверхности.
КРЕН - Смотри рисунок 14 (угол между осью Z связанной СК и плоскостью XZ земной СК.).
ТАНГАЖ - Смотри рисунок 15 (угол между осью Х связанной СК и плоскостью XZ земной СК).
КУРС - Угол между проекцией строительной оси ЛА (ось Х связанной СК) на землю (плоскость XZ земной СК) и направлением на некоторый 'базовый ориентир'.
Различают истинный, магнитный, приборный и условный курсы.
Впр: Что такое истинный, магнитный и приборный курсы?
Отв:
ИСТИННЫЙ курс: Измеряется относительно географической точки – географического северного полюса.
МАГНИТНЫЙ курс: Измеряется относительно географической точки – магнитного северного полюса.
ПРИБОРНЫЙ курс: Это то, что показывает бортовой компас со всеми его погрешностями.
Смотри рисунок 16.
Курс измеряется в градусах, от 0-я до 360-ти. Направление на север: 0. На восток: 90. На юг: 180. На запад: 270.
На величину вариации (угла отклонения приборного курса от магнитного) влияют не столько погрешности в настройке бортового компаса, сколько местные возмущения магнитного поля. Если, например, рядом с обычным туристическим компасом положить магнит, то стрелка компаса, скорее всего, нацелится куда угодно, но только не на север.
При планировании полета с использованием компаса, пилот СЛА должен заблаговременно позаботиться о том, чтобы его 'бортовой' компас располагался возможно дальше от намагниченных предметов экипировки и оборудования.
УСЛОВНЫЙ курс (пеленг) - Угол между проекцией строительной оси ЛА (ось Х связанной СК) на землю (плоскость XZ земной СК) и направлением на какой-либо произвольный ориентир.
Обычно в качестве базовых ориентиров в авиации используются радиостанции, Направление на радиостанцию может быть определено с помощью специальной антенны имеющей форму рамки. Определив пеленги на две-три радиостанции и зная их наземные координаты, экипаж ЛА может с достаточной точностью определить свое положение на местности. Используемый для этих целей на самолетах и вертолетах прибор носит название РАДИОКОМПАС. Сверхлегкие ЛА (СЛА) не имеют подобного оборудования из-за его большого веса и габаритов.
В настоящее время все более широкое применение находят приборы GPS (Global Positioning System), позволяющие ориентироваться по навигационным спутникам. Имея минимальные габариты и вес, такой прибор может определить свои координаты на местности с точностью до нескольких десятков метров. Стоит это оборудование недешево, но оно очень полезно на соревнованиях и в длительных маршрутных полетах над малознакомой местностью.