1.2. Основные физические свойства жидкости.
Одной из основных механических характеристик жидкости является массовая плотность ρ – масса жидкости в единице объёма.
Для однородной жидкости:
где m – масса жидкости в объёме v.
В системе СИ плотность имеет размерность [кг/м3].
Наряду с плотностью ρ в аэродинамике используется понятие удельного веса – вес жидкости в единице объёма:
где G – вес жидкости в объёме V.
Размерность в СИ: [Н/м3].
Удельный вес связан с плотностью простым соотношением:
,
где g – ускорение свободного падения.
2. Предмет курса механики полёта беспилотных летательных аппаратов
2.1. Этапы исследования полёта летательных аппаратов.
Основным содержанием курса механики полёта летательных аппаратов является составление и исследование уравнений движения летательного аппарата, изучение общих закономерностей полёта, а также его особенностей в различных частных случаях. При составлении и исследовании уравнений движения беспилотных летательных аппаратов опираются на основные положения теоретической механики, аэродинамики, теории автоматического регулирования и ряда других дисциплин.
Задача исследования полёта беспилотного летательного аппарата в самой общей постановке весьма сложна. Летательные аппарат с фиксированными рулями, как всякое твёрдое тело, имеет 6 степеней свободы, и его движение в пространстве описывается системой 12-ти дифференциальных уравнений первого порядка. Ввиду чрезвычайной сложности задачи исследования полёта любого летательного аппарата, её обычно решают по частям, разбивая исследование на несколько этапов, постепенно переходя от менее трудных задач к более трудным.
На первом этапе исследования во многих случаях оказывается вполне допустимым рассматривать движение летательного аппарата как движение управляемой материальной точки. Как известно, движение твёрдого тела в пространстве раскладывается на движение центра тяжести тела и на его вращение вокруг центра тяжести. Для изучения основных закономерностей полёта летательного аппарата вращательное движение при определённых условиях можно не рассматривать. Тогда движение летательного аппарата представляется как движение материальной точки, масса которой равна массе летательного аппарата и к которой приложены сила веса, сила тяги двигателя и аэродинамические силы. Соответственно, схематизируется и работа системы управления: на движение центра тяжести летательного аппарата накладываются связи, описывающие идеальную работу системы управления.
Следует отметить, что даже при такой упрощённой постановке задачи в ряде случаев приходится учитывать моменты сил, действующих на летательный аппарат, и потребные углы отклонения органов управления, так как в противном случае невозможно установить однозначную зависимость, например, между подъёмной силой и углом атаки, боковой силой и углом скольжения. Это в первую очередь относится к таким схемам летательных аппаратов, у которых подъёмная и боковая силы существенно изменяются при отклонении органов управления (схема с поворотными крыльями, “бесхвостка”).
На втором этапе детально исследуются уравнения движения летательного аппарата с учётом его вращения вокруг центра тяжести. Здесь обычно ограничиваются рассмотрением линеаризованных уравнений. Задачей этого этапа является изучение динамических свойств летательного аппарата, рассматриваемого как элемент системы управления. При этом главным образом интересуются реакцией летательного аппарата на отклонение органов управления и на воздействие различных внешних возмущений.
Лишь после такого изучения можно перейти к заключительному и наиболее сложному этапу – исследованию динамики замкнутой системы управления, включающей в себя, среди ряда других элементов, и сам летательный аппарат (объект управления).