Свечка.

Народ, а Су-33 может лететь "свечкой" с набором скорости?
И вообще, какое соотношение тяги и массы должен иметь истребитель, чтобы лететь "свечкой" с набором скорости (или такого в реале не бывает?).

ИМХО в принципе может. Для того чтобы лететь "свечкой вверх" с набором скорости нужна тяговооруженность выше единицы.
Тяговооруженность = масса самолета/тяга движков.
Если его максимально облегчить (как в свое время П-42 - рекордный вариант Су-27), то тяговооруженность возможно будет превышать единицу. Хотя есть довод contra - этот самолет более тяжелый (в частности за счет усиления конструкции).
Вообще, насколько я слышал, тяговооруженность
МиГ-29 более высока.

Кааанечно может! Посчитайте массу пустого и суммарную тягу двигателей - получите максимально возможную тяговооруженность. (тяга/масса) Добавьте к массе пустого N-ое количество топлива и получите реальную тяговооружённость при N-й загрузке.
p.s. У П-42 тяговооружённость больше двойки. Я читал, что он свечкой сверхзвук набирал...

> Тяговооруженность = масса самолета/тяга движков
Неверно. Если это верно, тяговооруженность должна иметь размерность.
Тяговооруженность = вес самолета/тяга движков
Тогда тяговооруженность - безразмерная.
В SI сила (вес и тяга) измеряются в ньютонах, вес связан с массой уравнением:
G = m.g
А 1 kgf (килограм-сила) по определению это вес тела с массой 1 kg в на уровне моря и на широте 45 градусов.
Или 1 kgf = 9.81 N.
Все вроде?

2Varban
Ну вот чуть что сразу табуреткой... :)
Каюсь... написал не думая... Кааанэчно вес. Я больше не буду... професор, поставьте троечку... :) :)

Есть ещё вопросы
1. Раз уж начали считать тяговооружённость, то нужно определиться с тем, как её считать. Имею ввиду: тяга двигателей может выражаться как в «кгс», так и в «кН», причём в последнем случае цифра несколько уменьшается. Какую из этих величин соотносить с «настоящими» килограммами массы истребителя и почему вообще существует такое дублирование размерностей одной и той же величины? Кто – ни будь может дать формулировку, что такое «кгс» и «кН» применительно к тяге реактивных двигателей?
2. Насколько я понял, то скорость в «свечке» при равенстве массы ЛА и тяги двигателей (если не учитывать лобовое сопротивление воздуха) будет удерживаться на одном постоянном уровне. Инерция, которой обладает уже разогнанный до определённой скорости ЛА влияет ли каким либо образом на необходимую величину тяги для полёта «свечкой»? Возможно, при наличии инерции для удержания стационарного режима полёта в «свечке» можно будет иметь тяговооружённость и меньше единицы?
=====================================================================
Насчёт того, что Су-33 тяжёлый. 18500 кг массы, тяга 2Х12500 (чрезвычайный режим 2Х13300 кг не учитываем, поскольку выяснилось, что это извращение), пусть 1,5 т топлива, пусть 1 т мощности отнимается на питание БРЭО и общесамолётных систем итого масса 20 т, тяга – 24 т. Т.е. есть некоторый запас мощности даже с учётом того, что тяга двигателей будет уменьшаться с высотой.

АЛ-31К (2х130,0 кН/2х13300 кгс).
Расскажите двоечнику, чем отличается в приведенном примере «Н» от «кгс». Цифры-то разные.

Может, кто раскроет (в виде формулы) зависимость ускорения при полёте «свечкой» от того, насколько преобладает тяга двигателей над весом самолёта?
Лобовое сопротивление будем считать отсутствующим, скорость-300 км/ч, тяга – неизменна. Короче, никаких побочных эффектов, только интересующий процесс.

Это он мне на самом деле ответил.
Так что сильно не огорчайся :)

Давай зачётку... :)
Удачи! :)
An.Petrovich

[QUOTE]Originally posted by voice from .ua:
[QB]АЛ-31К (2х130,0 кН/2х13300 кгс).
Расскажите двоечнику, чем отличается в приведенном примере «Н» от «кгс». Цифры-то разные.
Разные единицы измерения :) 1кгс = 9.8Н.
PS: 1 пинта = 546 куб.см. :)

>... профессор...
Нормоконтроль :)

Ну по поводу ньютонов в кгс и обратно смотри выше.
А вот по поводу сил и ускорений при полете на вертикали:
Может, кто раскроет (в виде формулы) зависимость ускорения при полёте «свечкой» от того, насколько преобладает тяга двигателей над весом самолёта?
Формулы две, и известны всем из школьного курса - это 2ой и 3ий законы Ньютона F=m*a (сила равна массе на ускорение) и F=-F (сила действия равна силе противодействия.
Итак, на самолет у нас действует 4 силы - вес, тяга двигателей, подъемная и сопротивлени. Пусть подъемная сила равна нулю (это реально). Пусть сила сопротивления равна 0 (это только при невязком течении(парадокс Даламбера), как только появляется учет вязкости реального воздуха сила сопротивления не равна нулю, ведь самолет обтекается воздухом и действует банальная сила трения воздух об обшивку - но для упрощения пусть она будет мала по сравнению с другими силами).
Остаются силы тяги и веса - действуют вдоль вертикали, по которой мы летим, причем вес - вниз, тяга - вверх. Из третьего закона Ньютона (F=-F для равномерного движения) мы видим, что если мы хотим лететь вверх с одинаковой скоростью, то сила тяги и веса равны по значению (модулю), но противоположны по направлению. G=P - это при V=Vy=const.
Теперь пусть G (вес) не равен P (тяга) - общий случай. Если G больше P - мы тормозимся, если G меньше P - разгоняемся. Результирующая сила при этом равна (G-P) и направлена вниз в первом случае или равна (P-G) и направлена вверх во втором случае.
Итак, по второму закону Ньютона F=m*a,
где F=(G-P) или F=(P-G) (смотря что больше - вес или тяга),
m - масса самолета,
a - искомое ускорение.
Итак,
a=(G-P)/m

Лобовое сопротивление будем считать отсутствующим, скорость-300 км/ч, тяга – неизменна. Короче, никаких побочных эффектов, только интересующий процесс.

Сопротивление в наших формулах надо прибавлять к весу, потому что оно действует против движения, т.е. вниз, туда же, куда и вес.
Скорость на ускорение при таких наших упрощенных условиях не влияет (т.к. она влияет на сопротивление и изменение тяги, а и тем и други ты решил пренебречь).
Влияние на ускорение (в нашем упрощенном случае) оказывают масса самолета (чем меньше - тем больше ускорение) и разность между тягой и весом (чем больше разница - тем больше ускорение).
Понятно:confused: :)

varban>А 1 kgf (килограм-сила) по определению это вес тела с массой 1 kg в на уровне моря и на широте 45 градусов.
Или 1 kgf = 9.81 N.
А вроде на широте Парижа... Или это одно и то же? :) Там g и узаконен: 9.80665 m/s².
--
זבם

Gering:
>Понятно:confused:
Щас будем экзамен сдавать.
Итак, исходные данные:
- 18500 + 1500 = 20000 кгс - по определению вес Су-33 с 3660 пинтами керосина в баках (плотность авиационного топлива принимаем 0,75 от воды) на уровне моря на широте Парижа (G);
- 25000 кгс = 245 кН – суммарная тяга двигателей Су-33 на уровне моря (P);
Ускорение при полёте «свечкой» (лобовым сопротивлением пренебрегаем, тяга неизменна):
a=(P-G)/m; a = (25000 – 20000)/20000 = 0,25 м/с²
Итак, по прошествии каждой секунды полёта скорость будет увеличиваться на 0,25 м/с = 0,9 км/ч.
Ну как, я понял, или всё совсем безнадёжно?

Еще забыл результат на 9.81 умножить (размерность силы - Ньютоны, а не кгс) :)
З.Ы. Максимальная форсажная тяга реальных движков на самолете отличается от стендовой тяги, приведенной к идеальным условиям. Скидывай процентов несколько... (не более 15-ти)
З.З.Ы. Для примерного расчета силы лобового сопротивления воспользуйся формулой: Xa=Cx*q*S, где:
Сх=Схо=0.02 (примерный коэффициент лобового сопротивления при нулевой подъемной силе - принимает близкое к указанному значение у большинства современных сверхзвуковых самолетов);
q=0.5*Ro*V*V - скоростной напор (Ro=1.23кг/куб.м - плотность воздуха у земли, V бери в м/с);
S=64кв.м - площадь крыла Сушки.
Размерность Xа - тоже в Ньютонах
Удачи! :)
An.Petrovich

Нихрена себе сколько новых слов услышал :)
Все завтра пойду на ком-нидь практиковаться :)

>Еще забыл результат на 9.81 умножить
Была, была такая мысля. Однако, поскольку от перевода кгс в ньютоны при подстановке чисел в формулу результат не изменится, решил не извращатся лишний раз. Хотя, признаю, так было бы более грамотно.
>Максимальная форсажная тяга реальных движков на самолете отличается от стендовой тяги, приведенной к идеальным условиям.
Ещё прикол. обнаружил, что вроде на больших скоростях в определённом диапазоне высот тяга может даже превышать номинальную статическую.
http://www.zing.com/picture/p5590cbf...6.gif.orig.gif
Неужели правда?!
>S=64кв.м - площадь крыла Сушки.
Считаем лобовое сопротивление при полёте свечкой. При чём тут площадь крыла?
=================================================
>Нихрена себе сколько новых слов услышал
Ученье - свет...

IlyaG >p.s. У П-42 тяговооружённость больше двойки. Я читал, что он свечкой сверхзвук набирал...
Рассчитал тут ускорение П-42 при полёте свечкой. Получилось - 3 км/ч/с. С такой разгонной динамикой в "свечке" выйти на сверхзвук... С такой разгонной динамикой ему до сверхзвука, как говорится, як до Києва рачки (раком, в смысле)... Он на потолок выйдет ГОРАЗДО раньше.
Р.S. Тяговооружённость у него меньше двойки. 14110 кг против 2х13600.

Площадь крыла при том, что оно некуда у нас не девается и также обтекается воздухом, который "будучи неправильным воздухом" :) трется о поверхность самолета и тормозит его, да и самолет у нас не абсолютно плоский, есть потери на сжатие воздуха при его обтекании самолета.

Да ребят, надо было вам в МАИ поступать.
Я в зимнюю сессию зачет по этим гадостям здавал. С первого раза однако. И в трубах мы чей-то там продували. Формул мнооого было.
Так вот - есть понятия:
*стартовая тяговооруженность (V=0, H=0)
*тяговооруженность на высоте H и скорости V
Так вот в книжках указывают стартовую.
А то что вы предлагаете пренебречь аэродинамическими силами (то есть тем, за счет чего самолет летает) больше похоже на тяжелый бред после опохмелья.
Если бы силы сопротивления небыло бы, то У-2 мог бы летать на уровне моря с перврй космической скоростью (я не шучу, именно первой космической, если захотите - то объясню почему)
Чистого неба!

2Han
Проблема в том, что многие из нас МАИ уже закончили... прям и не знаю :) или :)

2 voice from .ua
Да я, как говориться, за что купил за то и продаю :)
Насчёт сверхзвука я тоже сумлевался, а вот насчёт стартовой тяговооружённости ~2 (привет Han`у :) ) вроде похоже... могу поискать первоисточник...

2 voice from .ua:
> поскольку от перевода кгс в ньютоны при подстановке чисел в формулу результат не изменится, решил не извращатся лишний раз.
Ну, вы, блин, даете! ((с) Генерал)
О'кей, продолжаем "ученье - свет". :)
Курс физики, учебник для 6-го класса: F[Н]=m[кг]*a[м/с/с]
Теперь берем случай с П-42.
m=14110кг (это, кста, наверняка "сухая" масса?) + тады накидываем тонны 2 керосину, итого: около 16.000кг.
Стендовая форсажная тяга 1-го двигателя: P1=13600кгс*9.81м/с/с=~130.000Н. Двух: P=~260.000Н.
Приростом тяги за счет увеличения скорости и высоты (что, действительно, имеет место быть) пренебрегаем, считая что этот прирост компенсируется теми самыми потерями тяги, о которых я говорил парой постингов выше выше.
Теперь о сопротивлении.
Площадь крыла - это т.н. "характерный площадной размер", к которому приводится значение упоминавшегося мной ранее коэффициента лобового сопротивления Сха. Сама по себе, площадь крыла тут хм.. почти :) ни причем. Просто в аэродинамике принято аэродинамические коэффициенты подъемной, боковой силы, и силы лобового сопротивления приводить именно к площади крыла, а не к какой-то еще. Замерили в АД-трубе силу сопротивления при продувке модели, разделили ее на скоростной напор и характерный площадной размер - получили значение коэффициента для данного угла атаки (это - грубо, а на самом деле чуть сложнее). Разделили бы на другой размер (например, на площадь миделя) - получили бы другое значение Cхa. Но тогда, для последующих АД-расчетов, уже надо было бы умножать это самое другое значение Cхa на площадь миделя. Значение же 0.02 я приводил именно для площади крыла.
Теперь прикинем среднее сопротивление, которое будет действовать на самолет при вертикальном наборе высоты.
Допустим, П-42 выходит на вертикаль с начальной скоростью 500км/ч (~140м/с), и разгоняется "свечкой" до сверхзвука: 300м/с (это я взял значение скорости звука на высоте!). Тогда средняя скорость в наборе будет: ~220м/с.
При выходе на критическое число Мкр, коэффициент лобового сопротивления значительно увеличится (наступит т.н. волновой кризис), поэтому для расчета возьмем среднее значение Схо не 0.02 (это правильно токо для дозвука), а например: 0.04.
Кроме того, на сверхзвук самолет выйдет уже на какой-то высоте, на которой плотность воздуха будет отличаться от плотности воздуха у земли. Возьмем среднее значение плотности воздуха, например: 0.9кг/куб.м
Теперь считаем.
Среднее значение сопротивления в наборе (очень грубо!): Ха=Схо*q*Sкр=0.04*(0.5*0.9кг/куб.м*220м/с*220м/с)*64кв.м=~55.000Н.
Ну вот, а теперь - составляем уравнение сил:
a=F/m=(P-Xа-m*g)/m=(260.000Н-55.000Н-166.600Н)/17.000кг=2.3м/с/с=8.3км/ч за 1 секунду.
Т.к. мы считали среднее ускорение, то на набор скорости от 140м/с до 300м/с уйдет: dt=dV/a=(300м/c-140м/с)/2.3м/с/с=70сек. За это время самолет доберет: dH=(V2*V2-V1*V1)/2a=(300м/с*300м/с-140м/с*140м/с)/2/2.3м/с/с=~15.300м высоты + к начальной.
З.Ы. За достоверность используемых при расчете данных прошу ногами не пинать - я не ходячая энциклопедия, а умных книжек под рукой на работе нет. :)
Удачи! :)
An.Petrovich

P.S.
На этих самых "Ньютонах" я как-то очень сильно в дипломе накололся. :)
Когда мы с преподом решали, на какую тему мне писать дипломную работу - придумали снимать с трамплина (ТАКР) бОльшую полезную нагрузку за счет УВТ. Типа, поворачиваем сопла вниз (чем добавляем самолету подъемной силы), а пикирующий момент от УВТ компенсируем поворотом ПГО. А'ля НУПС, в общем. Прикинули "на пальцах" - вроде при повороте ПГО на полный ход носком вверх, на тех скоростях, на которых осуществляется сход с трамплина, запаса момента на кабрирование, вроде, должно хватить, чтобы добавить тонны 3 полезной нагрузки. Ну, и я ушел работать...
Наколбасил за ~месяц всяких программ (>1000 строк), и вот, наконец, подошел торжественный момент, когда можно начинать моделирование!.. :) Ура! Я весь в трепетном нетерпении. :)
...Несколько пробных стартов "собранного" exe-шника, отладка... устранение всяких ляп в листингах... и вот. Запускаю! Самолет сходит с трамплина и... кувырк носом вниз. Хм... Не понял? Уменьшаю угол отклонения сопел. Та же фигня. Странно... Повторяю раз 10, пытаюсь обнаружить ошибку в листинге. Потом плюю, и начинаю пересчитывать ключевые моменты взлета вручную. И...
@#$%@#^$%*@_!&$^@^&*@#%^& !!!!!!!!!!
Оказалось, что когда мы прикидывали эту задачу с преподом - взяли размерность момента от ПГО в Ньютонах, а момент от УВТ перевести из кг*м в Н*м забыли !!!
После этого, я доделывал диплом на тему "Исследование возможности увеличения взлетной массы палубного истребителя при взлете с трамплина, за счет применения УВТ" :) Где я с умным видом показывал, что прироста там с гулькин этот самый, зато можно существенно расширить диапазон взлетных центровок. :)
Удачи! :)
An.Petrovich

2 AnPetrovich:
Интересно, а что за препод? :)
И где ваш здравый смысл? На 3 тонны - это надо же :)

М-дяяяяяя… Первая попытка провалилась. Говорил нормоконтроль, не путайте массу с весом!
Ну что ж, ща быстренько в деканат за «бегунком» и будем осуществлять пересдачу.
Итак, исходные данные.
1. Су-33 – 18500 кг;
2. Топливо – 1000 кг;
3. АЛ-31К – 122500 Н (2 шт.) минус 10 % тяги (несоответствие реальной и номинальной под влиянием внешних факторов) и минус 5% тяги (отбирается на питание бортовых систем) итого 15% = 18375 Н. Реальная полезная тяга 122500 – 18375 = 104125 Н;
4. Плотность атмосферы у земли Ro=1.23кг/куб.м ;
5. Скорость входа в «свечку» - 350 км/ч;
6. Площадь крыла Су-33 - 67,84 м²;
7. Коэффициент лобового сопротивления Схо=0.02.
Понеслась.
Значение сопротивления в наборе : Ха=Схо*q*Sкр=0.02*(0.5*1,23кг/куб.м*97,2м/с*97,2м/с)*67,84 кв.м = 7883Н.
Уравнение сил:
a=F/m=(P-Xа-m*g)/m=(208250Н-7883Н-191.295Н)/19500кг=0,47м/с/с=1.7км/ч за 1 секунду.
Итого ускорение Су-33 с 1000 кг топлива, летящего «свечкой» у земли со скоростью 350 км/ч составляет 1,7 км/ч за 1 секунду.
Вроде, так?
===========================================================================
Ещё вопросы.
2 Gering
>Площадь крыла при том, что оно некуда у нас не девается и также обтекается воздухом, который "будучи неправильным воздухом" трется о поверхность самолета и тормозит его, да и самолет у нас не абсолютно плоский, есть потери на сжатие воздуха при его обтекании самолета.
А центроплан куда подевали? Об него, значит, воздух не трётся?
==========================================================
2 IlyaG
>Да я, как говориться, за что купил за то и продаю
Да ради бога, я и не думал наезжать. Просто так, к слову заметил. Тем более, похоже, был сверхзвук этот. А что касается тяговооруженности – так вы первым дали представление о порядке действующих сил, - уже большая польза.
=========================================================================
Р.S. Может, кто-нибудь всё-таки скажет, как определяется «пиковая скороподъёмность у земли», а?

Препод с фамилиёй на букву "З".
А здравый смысел... дык, восторжествовал он... :)
Удачи! :)
An.Petrovich

>Ещё вопросы.
>А центроплан куда подевали? Об него, значит, воздух не трётся?
Да никуда, Петрович уже объяснял, что площадь [именно] крыла взята, можно сказать, просто так, как наиболее характерная величина для самолета. Чтобы к ней относить всякие коэффициенты вроде Cx, чтобы они были безразмерными и одного порядка для самолетов одного класса. Для моментных величин добавляют еще характерную линейную величину - размах или САХ. Т.е. центроплан, оперение и всякие прочие обтекатели антенн, равно как и само крыло, учтены в самих коэффициентах Cx, Cy и т.п.
>Р.S. Может, кто-нибудь всё-таки скажет, как определяется «пиковая скороподъёмность у земли», а?
Да как... Примерно так же и расчитывается. Прямо же не померишь... Абстрактная вполне величина, в общем.
2 An.Petrovich:
"фамилиё" - это, конечно, не зря :)
Помнится, он даже "одновремённо" через "ё" говорил :)

Блин, лучший способ «умертвить» дискуссию на этом формуме – спросить, что такое максимальная скороподъёмность у земли. Прям табу какое-то, ей богу!
Лодно, щас сами будем выдвигать гипотезы. Благо уж ближний, готовый ударить табуреткой. Вы только в голову не бейте. Она ведь не может знать того, чему её не учили. Она может только догадываться!
Итак, вначале берётся разница между максимальной тягой и пустым весом самолёта. Потом вычисляется скорость, при которой суммарное сопротивление самолёта в наборе (выражаемое как и тяга, в ньютонах) равно той самой разнице в ньютонах между максимальной тягой и пустым весом самолёта. Вот и получаем теоретически возможную скорость набора самолётом высоты. При этой скорости набора ускорение не отрицательно, ни положительно, а равно нулю.
Возможно, правда, что максимальная скорость набора высоты достигается при полёте с углом менее 90^○ к поверхности земли. Но суть-то не изменится (вроде бы :)).

Da, zdorovo... Mne tolko kajetsia, chto daje P-42 daleko tak (15000 m) svechkoi ne yidet - tiaga dvigatelia prociadet s visotoi i daje to, chto massa ymenshaetsia (shytka-li 70 sekynd na forsaje!) ne spaset. Po-moemy, chto sukhie, chto migi imeiyt 330m/c (skorost zvyka) skoropodiemnost y zemli, no daje to, chto ih tiagovooryjennost bolshe 1 - ne vse. Bolshaia rol tyt y kachestva. Ved skoropodiemnost opredeliaetsia raznostiy potrebnoi i raspolagaemoi tiag?

>Mne tolko kajetsia, chto daje P-42 daleko tak (15000 m) svechkoi ne yidet - tiaga dvigatelia prociadet s visotoi i daje to, chto massa ymenshaetsia (shytka-li 70 sekynd na forsaje!) ne spaset.
То что масса горычего уменьшается - всего лишь маленький "пшик" в деле повышения тяговооружённости. Масса П-42 - 14100 кг, Тяга 27200 кгс. Пусть 1т горючего. Очевидно, что осповную роль тут играет вовсе не выработка горючего за 70 секунд форсаже. Тем более, что с высотой уменьшется не только тяга двигателей, но и расход горючего.
IMHO, аэродинамическое ЛА качество может иметь влияние на скоронодьёмность только в случае, если подъём осуществояется не вертикально.
>Ved skoropodiemnost opredeliaetsia raznostiy potrebnoi i raspolagaemoi tiag?
Это я так предположил. А профессора наши молчат :)

Господа двигателисты!
Подскажите please книжку, с которой можно начать понимание реактивных двигателей, принцип их работы и другие основные вещи.
"Мурзилку" не предлагать :), у меня высшее, но по двигателям внутреннего сгорания.
Заранее спасибо. :)

"Веселые картинки" устроят? :)
С уважением, 9IryJI9Ip