Аэродинамические характеристики дельтаплана

Наиболее надежным способом определения аэродинамических, характеристик дельтаплана, как и любого другого летательного аппарата, является продувка его в аэродинамической трубе. Дельтапланеристы не имеют в своем распоряжении аэродинамических труб. Поэтому, чтобы избежать ошибок, им приходится пользоваться теоретическим расчетом.

Система координат. Для дальнейших рассуждений выберем систему координат, которая была бы связана с траекторией полета. Начало координат такой системы поместим в общем центре тяжести, находящемся для простоты на килевой трубе, как показано на рис. 3.

Рис. 3. Скоростная система координат

Внешние силы и моменты, действующие на дельтаплан, удобнее всего задавать в скоростной системе координат. В ней ось Ox совпадает с направлением скорости полета, ось Oy (ось подъемной силы) расположена в плоскости симметрии аппарата и направлена вверх перпендикулярно оси Ox, ось Oz (ось боковой силы) направлена вправо по полету и перпендикулярно плоскости xOy.

Положение и движение дельтаплана в пространстве определяется вектором скорости V и углами:

- атаки α, образованным проекцией вектора скорости V на плоскость симметрии аппарата и прямолинейной килевой трубой;

- скольжения β, образованным вектором скорости V и плоскостью симметрии аппарата;

- тангажа υ, образованным прямолинейной килевой трубой дельтаплана и горизонтальной плоскостью;

- рысканья ψ, образованным проекцией килевой трубы дельтаплана на горизонтальную плоскость и заданным направлением движения;

- крена γ, образованным плоскостью симметрии аппарата и плоскостью, проходящей через килевую трубу перпендикулярно горизонтальной плоскости.

Аэродинамические коэффициенты. Главная аэродинамическая характеристика дельтаплана - подъемная сила крыла Y. Она определяет его несущую способность. Не менее важна сила лобового сопротивления Q, поскольку отношение этих двух аэродинамических характеристик определяет величину так называемого аэродинамического качества крыла K = Y/Q. Максимальное значение качества крыла является мерой аэродинамического совершенства дельтаплана.

Существенная аэродинамическая характеристика крыла - его продольный момент M_z или положение центра давления. Их надо знать для того, чтобы правильно сбалансировать дельтаплан в продольном отношении.

В практике расчетов и экспериментальных исследований обычно оперируют не величинами сил и моментов, а соответствующими им безразмерными аэродинамическими коэффициентами: C_y = Y/(qS); C_z = Q/(qS); m_z = M_z(qSl), где q - скоростной напор воздуха (^кг/_м²). Обычно величины коэффициентов определяют при условии полета без скольжения, когда набегающий поток воздуха можно считать симметричным и безотрывным.

Для расчета необходимы следующие данные: зависимость коэффициента подъемной силы C_y и коэффициента лобового сопротивления C_x крыла от угла атаки и геометрии аппарата; диапазон высот и скоростей полета.

Существуют полуэмпирические зависимости, позволяющие достаточно точно построить кривые изменения коэффициентов подъемной силы и лобового сопротивления по углу атаки аппарата.