Механизация крыла экраноплана Текст научной статьи по специальности «Механика и машиностроение»

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019

нагрузок) и автоматических выключателей. Исключается необходимая потребность в большинстве изделий, используемых для кабельных систем.

К преимуществам так же можно отнести удобство монтажа и эксплуатации. Секции шинопроводов соединяются болтовым соединением, что удобнее соединения кабелей муфтами. Соединение таким способом позволяют уменьшить сроки и стоимость монтажа. Срок службы шинопроводов составляет 25-30 лет, конструкция не требует специального технического обслуживания.

Шинопроводную трассу можно расширять в дальнейшем, переносить и изменять. Использование коробок отбора мощности позволяет безопасно и легко производить отбор электроэнергии практически в любой точке трассы. При этом с линии не обязательно снимать напряжение, что не приводит к простою оборудования.

Список использованной литературы:

1. Правила устройства электроустановок и связанные с ними документы. Новости энергетики [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://pue7.ru/pue7/6.2.php, свободный. - (дата обращения 01.03.19).

2. Электросам. Шинопроводы. Виды и устройство. Применение и особенности [Электронный ресурс]. -Режим доступа: https://electrosam.ru/glavnaja/jelektroobustrojstvo/ielektroprovodka/shinoprovody, свободный. - (дата обращения 01.03.19).

© Адонин А.А., 2019

УДК 629.7.015.3

Амплитов П. А.

канд. тех. наук «КнААЗ им. Ю.А.Гагарина» г.Комсомольск-на-Амуре, РФ E-mail: ampula@rambler.ru

МЕХАНИЗАЦИЯ КРЫЛА ЭКРАНОПЛАНА Аннотация

Рассмотрен способ повышения несущей способности крыла экраноплана, за счёт выдвигающегося закрылка. Данное решение направлено на повышение взлётно-посадочных характеристик экраноплана.

Ключевые слова Экраноплан, крыло, механизация, закрылок

В настоящее время абсолютное количество проектов экранопланов в мире - это экранопланы водного базирования или амфибии. Это влечёт за собой такое негативное явления, как переразмеривание силовой установки, так как для взлёта с воды необходимо в три раза большая мощность, чем для обеспечения крейсерского полёта. При этом механизация крыла используется на взлёте для увеличения эффективности поддува: для уменьшения количества проходящего воздуха через заднюю кромку крыла [1]. Рассмотрим возможности применения механизации крыла экраноплана, улучшающие несущие свойства крыла.

Близость подстилающей поверхности (земли или воды) даёт три положительных эффекта: увеличение подъёмной силы за счёт повышения давления под нижней поверхностью крыла; увеличение подъёмной силы за счёт роста эффективного удлинения крыла; снижение индуктивного сопротивления за счёт роста эффективного удлинения крыла.

Последние два положительных эффекта приводят к существенному недостатку - значительному снижению критического угла атаки (меньше 10 градусов). Это также необходимо учитывать при разработке системы механизации крыла.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019

Рассмотрим вариант механизации крыла, основанный на увеличении хорды крыла. Пример такой механизации приведён на рисунке 1.

Рисунок 1 - Вариант механизации крыла

Для определения эффективности такой механизации, рассмотрим отдельно исходный профиль крыла

и модифицированный профиль крыла. Параметры исходного профиля: С0 = 0,11, /0 = 0,055,

Х/о = 0,30, 95% нижней дужки профиля плоская и совпадает с хордой. Общий вид профилей

представлен на рисунке 1: а) - исходного, б) - модифицированного. Пусть при выдвижении закрылка хорда крыла увеличивается на 30%, т.е. к = Ь\/¿0 = 1,3, тогда параметры модифицированного профиля

составят: С = С0 / к = 0,085, / = /0 / к = 0,042, Ху 1 = Ху0 / к = 0,23 , 96% нижней дужки

профиля плоская и совпадает с хордой.

На основе [2] определим характеристики профилей в неограниченном потоке, принимая Ие0 = 6 • 106 ; = 7,8 • 106 (для крыла у земли Ие = 68700 V Ь). Результаты приведены в таблице 1.

Определим изменение характеристик профилей с учетом влияния близости земли. Определять характеристики будем по формулам, предложенным в [3] и [4]:

АСу = 1 +

h

(

ъта

h

Л

h + sin а

--1

ACm = 0,5AC

y

Таблица 1

Характеристики профилей в неограниченном потоке

Характеристика Выражение Исх. (инд. «0») Мод. (инд. «1»)

ао, град. - 90 f -4,95 -3,8

Cy max (l,83 • 10-12Re - 2,644 • 10-5 Re + 16,97)x x (c +10-8 Re - 0,21) + 2 •Ю-8 Re +1,46 1,46 1,44

Cx0 100,9 • (lg Re)-4,398(c +17 f2 - 0,17)- 0,002 • lgRe 0,0092 0,0080

Cm0 - 1,6f -0,088 -0,068

Для оценки эффективности применения механизации необходимо рассматривать равенство не относительных высот над экраном, а абсолютных значений Н = И = Н^Ь0 . При этом точка замера высоты

- (b1 - b0)sin;)/b1 = h0/к - (1 - к 1)sina.

на профилях должна совпадать, поэтому на модифицированном профиле она будет располагаться также на расстоянии bo от носка, тогда относительная высота хвостика модифицированного профиля составит

hi-

Так как модифицированный профиль представляет собой исходный профиль с выпущенной механизацией, то определим изменение аэродинамических характеристик относительно исходного профиля. Фактически необходимо привести значения аэродинамических коэффициентов модифицированного профиля к геометрическим параметрам (хорде) исходного профиля. Для этого необходимо увеличить значения аэродинамических коэффициентов, полученные для модифицированного профиля, в к раз. При этом будем использовать следующие допущения: Cxi = 0;

с; = In(1/рад.) = 0,11 (1/град.); Cy = C(а - СС))+ACy; Cm = Cmo - 0,25Cy - ACm.

-2

С механизацией

-Без

механизации

h = 0,1 h = 0,2 h = 0,5

Неограниченный поток

и 2 4 Ь 8 а и

Рисунок 2 - Зависимости коэф. подъёмной силы профиля от угла атаки

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

Неограниченный поток

8 а, 0 10

h = 0,2 h = 0,5

Без

механизации

С механизацией

Рисунок 3 - Зависимости коэф. продольного момента профиля от угла атаки

-( 9 )-

3

2

0

2

4

6

0

1

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019

Построим графики зависимостей основных характеристик исходного профиля без и с выпущенной механизацией от угла атаки для разных относительных высот. Результаты приведены на рисунках 2-4.

Необходимо обратить внимание, что режим, при котором отсутствует (близко к нулю) индуктивное

сопротивление крыла (Cxi = 0) и, как следствие, C y = (1/рад.) = 0,11 (1/град.) достаточно легко

реализуется при взлетных режимах экраноплана (малая высота крыла над экраном, шайбы, касающиеся поверхности экрана). При этом критические углы атаки находятся в пределах 8-10°, что соответствует нормальным взлетным углам экраноплана.

0,0105

0,01

С механизацией

X

0,0095

Без механизации

0,009 -

п °

-2 0 2 4 6 8 а, 10

Рисунок 4 - Зависимости коэф. сопротивления профиля от угла атаки

Для увеличения критических углов атаки предлагается использовать отклоняемый щиток, устанавливаемый на верхней поверхности крыла [5]. Щиток отклоняется на 45° (см. рис. 5). Основным недостатком применения щитка является рост сопротивления и изменение характера зависимости коэффициента продольного момента.

Рассмотрим результаты применения механизации для крыла. В качестве примера рассмотрим прямое крыло с хордой Ь = 1 м, удлинением X = 2, без шайб. Для перехода от профиля к крылу конечного размаха используем следующие формулы [3]

АС, кр = клАСу,

су = 0,11

кЛ = -100,125(су ) + 23,72Cy - 0,398, Л

K(h*)=

4h

Vi + 16(h*)2

(0,5p /1)Л + 2,5 - (Л)

с (H ш) - 0,5875

-0,5

K(h*)+1 (h*)3

2,1785 -10-3 + (h*)3

C (Нш ) = 1,5875 -1,52 f кшНш ] -11,2 f кш Нш

l

I

h* = (h - шзп{нш; h})/1,

где р - периметр крыла, м; I - размах крыла, м; к - высота над экраном конца хорды, м; Иш - высота рассматриваемой шайбы, м; кш - коэффициент эквивалентной шайбы (без шайб кш = 0). Для рассматриваемого крыла I = 2 м, Иш = 0 м. С убранной механизацией ^о = 2, ро = 6 м, с выпущенной механизацией

11 = 1/ 1,3 = 1,54, р\ = 6,6 м.

Щиток

Рисунок 5 - Вариант механизации крыла экраноплана

Коэффициент сопротивления крыла считается по методике, описанной в [6] с учётом того, что Cxi(h) = K(h*) Cxi. Результаты расчётов для крыла (без учёта щитка) приведены на рис. 6-8. Оценочные поляры крыла с выпущенным щитком приведены на рис. 9.

2,5

С механизацией

'У '

2

Без

механизации

Неограниченный поток

-2 0 2 4 Ь 8 а, ° 10

Рисунок 6 - Зависимости коэф. подъёмной силы крыла от угла атаки

-2

0,2

0

-0,2

-0,4

-0,6

-0,8

-1

-1,2 с

8 а, 0 10

Неограниченный поток

Без

механизации

h = 0,1

С механизацией

Рисунок 7 - Зависимости коэф. продольного момента крыла от угла атаки

-(» )-

0

2

4

6

h = 0,2-h = 0,5 >

0,1

-х 0,08

0,07

0,06

0,05

0,04

0,03

0,02

0,01

-0

п °

-2 0 2 4 6 8 а, 10

Рисунок 8 - Зависимости коэф. сопротивления крыла от угла атаки

Без

механизации

С механизацией Неограниченный поток

Рисунок 9 - Поляра крыла со щитком

Предлагаемая механизация позволит увеличить подъёмную силу крыла на 20-25% на взлётном режиме экраноплана, но с потерей аэродинамического качества крыла до 3-5 единиц при использовании щитка, однако данный недостаток будет меньше сказываться для аппарата в целом. Без использования щитка изменение аэродинамического качества не превышает 10%, но возможны срывные явления на верхней поверхности крыла, которые могут вызвать падение подъёмной силы.

Применение предлагаемой механизации в проекте экраноплана, представленном в [7], позволит снизить скорость отрыва на 13 км/ч. Таким образом, при использовании закрылка на центроплане и консолях, взлётная скорость составит 75 км/ч.

Список использованной литературы: 1. Экранопланы - транспортные суда XXI века / А.И. Маскалик, Р.А. Нагапетян [и др.]. - СПб.: Судостроение, 2005. - 576 с.: ил.

СИМВОЛ НАУКИ ISSN 2410-700X № 3/2019

2. Кравец, А.С. Характеристики авиационных профилей / А.С.Кравец. - М.: Государственное издательство оборонной промышленности, 1939. - 86 с.

3. Амплитов, П.А. Влияние геометрических параметров экраноплана типа А на его весовые и экономические характеристики: дис. ... канд. тех. наук : 05.07.02 / Амплитов Павел Андреевич. -Комсомольск-на-Амуре., 2013 - 213 с.

4. Амплитов, П.А. Способ оценки подъёмной силы крыла произвольной формы в плане с учётом влияния близости земли // Международный научный журнал «Символ науки» №6, 2018, С. 14-20

5. Ерохин, П.В. Исследование влияния установки щитка на аэродинамические характеристики профиля с закрылком // 9-й Всероссийский межотраслевой молодёжный конкурс научно-технических работ и проектов «Молодёжь и будущее авиации и космонавтики». Аннотации конкурсных работ - М.: Типография «Люксор», 2017 - 289 с., С. 51-52

6. Бадягин, А.А. Проектирование легких самолетов / А.А.Бадягин, Ф.А.Мухамедов - М.: Машиностроение, 1978. - 208 с.

7. Амплитов, П.А. Проект лёгкого экраноплана типа А с массой коммерческой нагрузки до 1300 кг // Международный научный журнал «Символ науки» №12-2, 2016, С. 29-35

© Амплитов П.А., 2019

УДК 004.942

Л.Р. Вотякова

канд.пед.наук, доцент НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»,

davletovalr @ mail.ru Л.А. Плотникова,

студент кафедры электротехники и энергообеспечения предприятий НХТИ ФГБОУ ВО «КНИТУ»

plotnikova_1999_lada @ mail .ru г. Нижнекамск, РФ

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ПАКЕТА MATLAB В ЭЛЕКТРОТЕХНИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ

Аннотация

В данной статье исследуются различные возможности использования пакета МЛТЬЛБ при подготовке студента к трудовой профессиональной деятельности. В статье рассматриваются характеристики пакета МЛТЬЛБ, его преимущества и особенности использования. Приведен подробный разбор примера решения электротехнической задачи с помощью матриц в МЛТЬЛБ с целью изучения данной среды и приобретения новых навыков работы с данным пакетом.

Ключевые слова:

математический пакет, МЛТЬЛБ, электротехническая задача, цепи постоянного тока по уравнениям, закон Кирхгофа.

Процесс внедрения программных и технических средств в преподавание различных дисциплин протекает интенсивно. Использование тех или иных программных продуктов в обучении студентов широко распространено. Математические пакеты применяются в большинстве российских вузов при изучении дисциплин естественнонаучного цикла.

С началом развития компьютерных технологий для технических расчетов, вычислительных операций и разработки алгоритмов создавались различные программные среды с математическими пакетами. Наряду со средой МаШСЛБ пользователи очень часто используют пакет прикладных программ МЛТЬЛБ.