Меню

Найти полную мощность двигателя дельтаплана

Найти полную мощность двигателя дельтаплана

Подбор силовой установки для мотодельтаплана

Современный мотодельтаплан представляет собой новый вид легкого летательного аппарата — минисамолет с гибким крылом, примерная схема которого изображена на рис. 52. Обычно такой минисамолет характеризуется следующими параметрами [29]:

Рис. 52. Принципиальная схема мотодельтаплана
Рис. 52. Принципиальная схема мотодельтаплана

Подбор двигателя. Для удобства дальнейших рассуждений будем считать, что все силы, действующие на мотодельтаплан в случае установившегося горизонтального полета, приложены в ОЦТ; угол между вектором тяги двигателя и скоростью набегающего потока равен нулю. Тогда уравнение равновесия сил будет иметь вид

* ( Здесь и далее индексы «п» и «р» означают потребный и располагаемый соответственно.)

Из аэродинамики известно, что мощность потребная для преодоления силы сопротивления в горизонтальном полете,

Мощность, развиваемая силовой установкой,

где ηв — КПД винта. Для малых скоростей полета ηв = 0,3÷0,7, в первом приближении можно принять ηв = 0,5.

Если Nр = Nu, то мотодельтаплан летит горизонтально, в противном случае в зависимости от знака разности (Np — Nu) он или снижается, или набирает высоту с вертикальной скоростью, пропорциональной величине этой разности:

Проблема подбора двигателя заключается в нахождении оптимального значения мощности силовой установки. Из условия равновесия Y = G имеем 0,5CyρV 2 S = G, следовательно, V = √( 2G /(ρSCy)). Тогда Nп = √( 2G 3 /(ρSCyK 2 )). Отсюда видно, что мощность, необходимая для осуществления горизонтального полета Nв, определяется главным образом весом аппарата и его аэродинамическим качеством. В том случае, если надо подсчитать тягу двигателя, необходимую для выполнения горизонтального полета, эта зависимость выступает еще яснее: Pп = G /K.

Необходимо соизмерять мощность двигателя с полетным весом аппарата и без необходимости не увеличивать ее. В качестве контрольного критерия следует принять Vy.

Подбор воздушного винта. В качестве воздушного вин. та обычно используют двухлопастный высокооборотныц пропеллер диаметром 700-750 мм, развивающий тягу до 400 Н. К его достоинствам следует отнести простоту конструкции и малый вес, к недостаткам — значительные габариты и повышенную угрозу безопасности полета.

Рис. 53. Принцип работы движителей. а - воздушный винт (поток закручен); б - вентилятор (поток практически прямолинеен)
Рис. 53. Принцип работы движителей. а — воздушный винт (поток закручен); б — вентилятор (поток практически прямолинеен)

В качестве движителя может быть применен вентилятор. В отличие от винта закрученность вытекающих из вентилятора струй воздуха меньше (рис. 53). Поскольку эффективность вентилятора выше, при прочих равных условиях он имеет диаметр меньше, чем у винта. Основные недостатки вентилятора — трудности в проектировании и постройке.

Отунелованный винт — компромисс между винтом и вентилятором. Он позволяет реализовать преимущества каждого из них, избегая их недостатков.

М. Родзевич в работе [29] приводит алгоритм расчета геометрии отунелованного винта.

Алгоритм состоит из трех частей — А, Б, В. В первой методом последовательных приближений определяется КПД винта, во второй — угол установки лопасти в расчетном сечении, а также уточняются значения КПД и диаметра винта; в третьей — все основные параметры: тяга винта в полете, КПД в полете, скорость воздуха на входе в плоскость винта, углы атаки сечений но размаху лопасти, углы установки сечений по размаху лопасти. За расчетное принято сечение, отстоящее от оси вращения винта на 0,7 его радиуса.

Расчет проводится для предполагаемой скорости полета и для скорости взлета. В обоих случаях тяга винта должна быть не меньше той, которая необходима для полета. Перейдем к алгоритму.

  1. Задаем значение линейной скорости на конце лопасти U = πRn /30.
  2. Как уже говорилось, ηв = 0,3-0,7; принимаем в первом приближении какое-то значение КПД винта в указанном диапазоне.
  3. Считаем, что полет мотодельтаплана проходит на высоте 500 м, где скорость звука в воздухе c = 338,2 м /с; массовая плотность воздуха ρ = 1,18 кг /м 3. Определяем при этих условиях значение отношения U /c.
  4. Коэффициент ξ, входящий в формулу статической тяги винта, развиваемой на стенде, определяется зависимостью ξ = -0,2222 ( U /c) 2 + 1.
  5. Подсчитываем статическую тягу винта Pс = [2πρ(ηвξMU) 2 ] 1 /3 .
  6. Определяем коэффициент k1, необходимый для подсчета КПД винта в первом приближении: k1 = 2Pс /(πρU 2 R 2 ). πρНаходим КПД винта в первом приближении: ηВ1 = -1220,2377k 2 1 + 57,4999k1 + 0,1354.

Как правило, полученное значение не будет равно исходному, принятому в п. 2. Поэтому берем значение ηв, переднее между полученным и исходным, и повторяем расчет во втором приближении. Делаем так несколько приближений до тех пор, пока полученное и исходное значения ηв практически не станут равными. Обычно для этого хватает 2-3 приближений.

  1. Определяем угол установки лопасти в расчетном сечении: φ = 460,6724k1 + 2,7, где k1 берется из последнего приближения части А.
  2. Подсчитываем величину λ = V /U.
  3. Уточняем значение коэффициента k: k2 = 9,7296*10 -6 φ + 0,13498λ.
  4. Подсчитываем уточненное значение КПД винта: ηв = 1220,2377k 2 2 + 57,4999k2 + 0,1351.
  5. Находим значение коэффициента kd, исиользуемого при проверке линейной скорости концов лопастей:

  1. Тяга винта в полете определяется по формуле Pр = 0,46315k2U 2 D 2 = 1,85k2U 2 R 2 .
  2. Окончательно определяем КПД винта в полете: ηв = PрRV /(MU) = 0,5PрV /Nп.
  3. Скорость воздуха в расчетном сечении винта W = 0,5(V + √(V 2 + 0,54Рр /R 2 )).
  4. Угол атаки в расчетном сечении α0,7 = φ — arctg 1,42857W /U.
  5. Подсчитываем углы установки сечений по размаху лопасти φx = α0,7 + arctg W /(Ux), x = r /R.
  6. Остается определить b0,7 (хорда лопасти), b0,7 = 0,785D 2 σ, где σ — коэффициент полноты.

Профили сечений можно отыскать в соответствующих справочниках.

Влияние силовой установки на устойчивость и управляемость мотодельтаплана. На устойчивость и управляемость мотодельтаплана влияют в основном три параметра силовой установки: вес, сила тяги, число оборотов.

Вес двигателя, находящегося не в общем центре тяжести системы крыло — двигатель — пилот, создает продольный момент Mдв = Сдвa. Момент положителен, т. е. кабрирующий, если двигатель находится позади центра тяжести, или отрицателен, т. е. пикирующий, если двигатель впереди центра тяжести. Значение момента определяется весом двигателя и плечом, на котором этот вес приложен. Для уравновешивания момента в случае задней установки двигателя пилот должен переместиться вперед или назад в случае передней установки двигателя на расстояние, определяемое из условия Δtдв = Mдв /Gпил..

Когда вектор тяги не проходит через общий центр тяжести мотодельтаплана, тоже возникает продольный момент — пикирующий, если вектор тяги проходит выше центра тяжести, или кабрирующий, если вектор тяги проходит ниже центра тяжести. Значение момента определяется из выражения Mр = Ррb, где b — плечо вектора тяги. Для уравновешивания этого момента пилот должен переместиться вперед при кабрирующем или назад при пикирующем моменте на расстояние, определяемое из условия Δtр = Mр /Cпил.

Кроме всего прочего, установка двигателя по высоте мотодельтаплана влияет на общую устойчивость полета. Чем ниже от плоскости крыла находится силовая установка, тем большую устойчивость приобретает полет, и наоборот.

Когда двигатель находится выше центра тяжести, необходимо подсчитать из условия балансировки пикирующего момента минимально допустимый вес пилота. В среднем для разных типов мотодельтапланов минимально допустимый вес пилота составляет примерно 50 кг.

Вектор тяги создает значительно больший продольный момент, чем вес силовой установки. Поэтому надо если не устранять, то хотя бы значительно уменьшать продольный момент от силы тяги. В пользу этого свидетельствует еще и то обстоятельство, что мотодельтаплан «должен выполнять как моторные полеты, так и планирующие. Переход из одного состояния полета в другое не должен сопровождаться возникновением чрезмерно больного продольного момента, создающего угрозу безопасности полета.

Величина момента крена, возникающего при работе двигателя и зависящего от мощности двигателя и числа ?оборотов, вычисляется по известной формуле:

Для парирования его пилот должен переместиться в сторону на расстояние, определяемое из условия

Обычно это очень небольшое расстояние, которое пилот может даже не почувствовать.

Общие требования к конструкции мотодельтаплана. Безусловно, на первый план следует выдвинуть безопасность полета на всех этапах, для чего:

  • воздушный винт должен иметь эффективное ограждение и прочную фиксацию на аппарате;
  • топливные бачки должны быть сконструированы так, чтобы в любой полетной ситуации не произошло выливания бензина на пилота или конструкцию;
  • пилот должен иметь возможность без затруднений компенсировать моменты, возникающие от веса силовой установки и ее тяги;
  • должна быть обеспечена необходимая прочность конструкции мотодельтаплана;
  • аппарат должен быть оборудован основными аэронавигационными приборами: указателем скорости, указателем сноса, вариометром.

Источник



Методика решения задач по физике (стр. 13 )

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40

6. На вагонетку массой 2,4 т, движущейся со скоростью 2,0 м/с, сверху вертикально насыпали песок массой 800 кг. Определите скорость вагонетки после этого.

7. Динамометр, рассчитанный на силу 60 Н, имеет пружину, жесткостью 5,0∙102 Н/м. Какую работу необходимо совершить, чтобы растянуть пружину от середины шкалы до последнего деления?

8. Найдите полную мощность двигателя дельтаплана, имеющего полетную массу 200 кг, при горизонтальном полете с скоростью 72 км/ч. Известно, что КПД винтомоторной установки 0,40, а коэффициент сопротивления движению – 0,20.

9. Вагон массой 50 т движется со скоростью 12 км/ч и встречает стоящую на пути платформу массой 30 т. Вычислите расстояние, пройденное вагоном и платформой после сцепления, если коэффициент трения равен 0,05.

1. Как называется единица энергии в СИ?

А. Ватт; Б. Джоуль;

В. Ньютон; Г. Килограмм.

2. По какой формуле следует рассчитать работу силы F, направленной под углом α к перемещению?

А. A = F/∆r∙cosα Б. A = F∆rsinα

В. A = F∆rcosα Г. A = F/∆r∙sinα

3. С плотины высотой 20 м падает 1,8∙104 т воды. Какая при этом совершается работа?

4. Определите потенциальную энергию пружины жесткостью 1,0 кН/м, если известно, что сжатие пружины 30 мм.

5. Какая работа совершается лошадью при равномерном перемещении по рельсам вагонетки массой 1,5 т на расстояние 500 м, если коэффициент трения равен 0,008?

6. Из неподвижной лодки массой 255 кг (вместе с грузом) бросают груз массой 5 кг с горизонтальной скоростью 10 м/с относительно Земли. Найдите скорость лодки.

7. Какую массу воды можно поднять из колодца глубиной 20 м в течение промежутка времени 2 ч, если мощность двигателя насоса равна 3,0 кВт, а КПД установки – 70%?

8. Камень массой 100 г, брошенный вертикально вниз с высоты 20 м со скоростью 10 м/с, упал на землю со скоростью 20 м/с. найдите работу по преодолению сопротивления воздуха.

9. С какой наименьшей скоростью должна лететь дробинка, чтобы при ударе о препятствие она расплавилась? Считайте, что 80% кинетической энергии превратилось во внутреннюю энергию дробинки, а температура дробинки до удара равна 127 оС.

1. Какая из перечисленных величин является векторной?

А. Работа; Б. Кинетическая энергия;

В. Потенциальная энергия; Г. Импульс тела.

2. По какой из приведенных формул определяется потенциальная энергия упруго деформированного тела?

3. Определите полезную мощность двигателя мотоцикла, если при скорости 108 км/ч его сила тяги равна 350 Н.

4. Материальная точка массой 1 кг имеет импульс 20 кг∙м/с. Определите её скорость.

5. Автомобиль массой 3 т начинает тормозить при скорости 10 м/с. Определите тормозной путь автомобиля, если сила трения о полотно дороги 2,5 кН.

6. Снаряд массой 20 кг, движущийся в горизонтальном направлении со скоростью 0.50 км/с, попадает в платформу с песком массой 10 т и застревает в песке. Чему равна скорость платформы после столкновения?

7. Какая работа совершается при поднятии с земли материалов, необходимых для постройки колоны высотой 20 м с площадью поперечного сечения 1,2 м2? Плотность материала равна 2,6∙103 кг/м3.

8. Аэросани массой 2 т начинают двигаться и движутся с постоянным ускорением 0,5 м/с2. Коэффициент трения равен 0,1. Определите среднюю полезную мощность, развиваемую аэросанями на участке пути, которому соответствует конечная скорость 15 м/с.

9. Тело массой 0,10 кг, закрепленное на невесомой пружине жесткостью 100 Н/м, равномерно движется по окружности в горизонтальной плоскости, причем пружина отклонена от вертикали на угол 60о. Определите потенциальную энергию пружины.

1. Какая из перечисленных величин не является скалярной?

А. Импульс тела; Б. Работа;

В. Энергия; г. Масса.

2. По какой из приведенных формул определяется средняя мощность?

3. При скорости самолета 900 км/ч его четыре двигателя развивают полезную мощность 30 МВт. Найдите силу тяги каждого двигателя в этом режиме полета.

4. Мяч массой 200 г летит со скоростью 5,0 м/с. Найдите импульс мяча.

5. Координата тела, движущегося вдоль оси Ox, изменяется по закону В какой момент времени кинетическая энергия тела станет равной 32 Дж? Масса тела равна 1 кг.

6. Вагон массой 20 т движется со скоростью 1,5 м/с и сталкивается с платформой массой 10 т. Определите скорость их совместного движения.

7. Определите работу, которую надо совершить при рытье колодца диаметром 1,0 м и глубиной 10 м, если плотность грунта равна 1,8∙103 кг/м3. Считайте, что грунт рассыпается тонким слоем по поверхности земли.

8. Тело массой 5 кг скользит с трением по наклонной плоскости с углом наклона 30о. Двигаясь с постоянной скоростью, тело проходит путь 6 м. Определите работу силы тяжести, совершаемую при этом, а также силу трения, действующую на тело.

Получить полный текст Подготовиться к ЕГЭ Найти работу Пройти курс Упражнения и тренировки для детей

9. Конькобежец массой 70 кг, стоя на коньках на льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 3 кг со скоростью 8 м/с. Найдите, на какое расстояние откатится при этом конькобежец, если коэффициент трения коньков о лед равен 0,02.

Контрольная работа № 4

Колебания и волны.

1. Пружинный маятник совершил 16 колебаний за 4с. Определите период и частоту его колебаний.

2. В океанах длина волны достигает 270 м, а период колебаний 13,5 с. Определите скорость распространения такой волны.

3. Могут ли вынужденные колебания происходить в колебательной системе? в системе, не являющейся колебательной? Если могут, то приведите примеры.

4. Дан график зависимости координаты колеблющегося тела от времени. Определите по графику период колебаний.

5. Стрелок слышит звук удара пули о мишень через 1 с после выстрела. На каком расстоянии от него находится мишень? Скорость полета пули 500 м/с.

6. Когда наблюдатель воспринимает по звуку, что самолет находится в зените, он видит его под углом 75 0 к горизонту. С какой скоростью летит самолет?

1. Лодка качается на волнах, распространяющихся со скоростью 1,5 м/с. Расстояние между двумя ближайшими гребнями волн равно 6 м. Определите период колебаний лодки.

2. Нитяной маятник колеблется с частотой 2 Гц. Определите период колебаний и число колебаний за одну минуту.

3. Могут ли свободные колебания происходить в колебательной системе? в системе, не являющейся колебательной? Если могут, то приведите примеры.

4. Координата средней точки иглы швейной машины меняется со временем так, как показано на рисунке. С какой амплитудой колеблется эта точка?

5. У отверстия медной трубы длиной 366 м произведен звук. Другого конца трубы звук достиг по металлу на 1 с раньше, чем по воздуху. Какова скорость звука в меди?

6. Когда наблюдатель воспринимает по звуку, что самолет находится в зените, он видит его под углом 75 0 к горизонту. С какой скоростью летит самолет?

1. Назовите три вида лучей, рождающихся при радиоактивном распаде. Что они собой представляют?

2. .Какие вы знаете методы наблюдения и регистрации элементарный частиц?

3. Какие химические элементы являются радиоактивными?

4. Напишите уравнение β — распаде изотопа 4019К.

5. Напишите уравнение альфа – распада изотопа 22688Ra.

6. Напишите закон радиоактивного распада. Когда он справедлив и каков его характер?

7. Что такое изотопы, чем они различаются? Назовите изотопы водорода.

8. Каково строение ядра изотопа калия 3919К ?

9. Что такое массовое число?

10. Какие силы удерживают нуклоны в ядре?

11. Что такое дефект массы ядра? Найти дефект массы изотопа

12. Как найти энергетический выход ядерной реакции?

13. Напишите уравнение ядерной реакции и определите неизвестный

элемент, образующийся при бомбардировке ядер изотопа

алюминия 2713Аl альфа — частицами, если известно, что один из

продуктов реакции – нейтрон.

14. Что такое энергия связи? Найти энергию связи изотопа водорода

15. Что называется цепной ядерной реакцией?

16. Зачем нужно знать коэффициент размножения нейтронов?

17. Перечислите основные элементы ядерного реактора.

18. Что такое термоядерная реакция?

19. Где используются радиоактивные изотопы?

20. Почему радиоактивное излучение опасно для живых организмов?

1. Что такое радиоактивность?

2. Какова природа альфа-, β- и гамма — лучей? Каковы их свойства?

3. Назовите достоинства и недостатки приборов и методов для наблюдения и регистрации элементарных частиц.

4. Чем отличаются по своему строению ядра атомов радиоактивных элементов от ядер обычных элементов?

5. Во что превращается изотоп 21081Тl после трех последовательных β- распада и ещё одного альфа распада?

6. Ядра изотопа тория 23290Тh претерпевают альфа распад, два β- распада и еще один альфа распад. Какие ядра в результате получаются?

Источник

Найти полную мощность двигателя дельтаплана

Вопрос по физике:

Найдите полную мощность двигателя дельтаплана,имеющегоо полетную массу 200 кг при горизонтальном полете со скоростью 72 км/ч Известно,что КПД винтомоторной установки 0.4, а коэффициент сопротивления движению 0.2

Ответы и объяснения 1

КПД = N пол/P
P = N пол/0,4
N пол =Fтяг*V
так как Fтяг=Fc=k*m*g=0,2*200*10=400 Н
V=72 км/ч=20 м/с
P = 400*20/0,4=20 000 Вт=20 кВт — ответ
Повторяю Б что формула F=k*g*m — это сила трения скольжения и она для дельтаплана не годится

Знаете ответ? Поделитесь им!

Как написать хороший ответ?

Чтобы добавить хороший ответ необходимо:

  • Отвечать достоверно на те вопросы, на которые знаете правильный ответ;
  • Писать подробно, чтобы ответ был исчерпывающий и не побуждал на дополнительные вопросы к нему;
  • Писать без грамматических, орфографических и пунктуационных ошибок.

Этого делать не стоит:

  • Копировать ответы со сторонних ресурсов. Хорошо ценятся уникальные и личные объяснения;
  • Отвечать не по сути: «Подумай сам(а)», «Легкотня», «Не знаю» и так далее;
  • Использовать мат — это неуважительно по отношению к пользователям;
  • Писать в ВЕРХНЕМ РЕГИСТРЕ.
Есть сомнения?

Не нашли подходящего ответа на вопрос или ответ отсутствует? Воспользуйтесь поиском по сайту, чтобы найти все ответы на похожие вопросы в разделе Физика.

Трудности с домашними заданиями? Не стесняйтесь попросить о помощи — смело задавайте вопросы!

Физика — область естествознания: естественная наука о простейших и вместе с тем наиболее общих законах природы, о материи, её структуре и движении.

Источник

Читайте также:  Как узнать мощность тэна зная ток