Введение в авиационную технику и технологию. Рубцов Ю.Б - 50 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

ДГТУ | Ростов-на-Дону

Составители: 

Рубрика: 

Ю.Б.Рубцов Введение в авиационную технику и технологию Б.Н.Слюсарь
Рис. 5.3.- К объяснению аэростатического
принципа
При полете дирижабля
(рис. 5.3.) аэростатическая
подъемная сила Y
уравновешивает силу
тяжести дирижабля G , а
сила тяги двигателей Р -
силу лобового
сопротивления Х (и силу
инерции при полете
дирижабля с ускорением).
Подъемная (архимедова, выталкивающая) сила аэростатических ЛА,
которые принято называть аппаратами легче воздуха, в соответствии
с
законом Архимеда (по имени древнегреческого ученого)
Y = W ρ
в
g,
где W - объем газонаполненной оболочки аппарата, м
3
;
ρ
в
- плотность воздуха, вытесняемого дирижаблем, кг/ м
3
;
g - ускорение свободного падения, м/с
2
.
Запишем силу тяжести дирижабля в виде
G = m
0
g = (m
A
+ Wρ
г
) g,
где m
0
- взлетная масса дирижабля;
m
A
- масса аппарата, определяемая как сумма масс полезной
нагрузки, различного оборудования, силовой установки, топлива, конструкции
( в том числе и наполняемой газом оболочки объемом W)
Wρ
г
- масса заполняющего оболочку газа, имеющего плотность ρ
г
.
Необходимая для уравновешивания силы тяжести дирижабля подъемная
сила Y = Wρ
в
g = (m
A
+ Wρ
г
) g.
Отсюда: (ρ
в
- ρ
г
) W g = m
A
.
То есть для того, чтобы дирижабль с массой m
A
смог совершать полет,
необходимо, чтобы плотность газа, заполняющего оболочку, была меньше
плотности воздуха. Необходимый для полета объем газонаполненной
оболочки
()
гв
A
m
W
ρρ
−
=
.
Напомним, что плотность воздуха (на уровне моря при температуре 0°С)
ρ
в
=1,29 кг/м
3
. Для заполнения оболочки обычно используется водород (ρ
г
=
0,09 кг/ м
3
) или гелий (ρ
г
= 0,179 кг/ м
3
). Можно также заполнять оболочку
подогретым воздухом, плотность которого будет меньше плотности воздуха,
окружающего ЛА.
В период Второй мировой войны в США возникла потребность
долговременного патрулирования океанских акваторий с целью организации 
Ю.Б.Рубцов        Введение в авиационную технику и технологию           Б.Н.Слюсарь

                                                            При полете дирижабля
                                                        (рис. 5.3.) аэростатическая
                                                        подъемная       сила      Y
                                                        уравновешивает         силу
                                                        тяжести дирижабля G , а
                                                        сила тяги двигателей Р -
                                                        силу               лобового
                                                        сопротивления Х (и силу
                                                        инерции      при     полете
     Рис. 5.3.- К объяснению аэростатического           дирижабля с ускорением).
                    принципа


     Подъемная (архимедова, выталкивающая) сила аэростатических ЛА,
которые принято называть аппаратами легче воздуха, в соответствии с
законом Архимеда (по имени древнегреческого ученого)
                                     Y = W ρв g,
     где W - объем газонаполненной оболочки аппарата, м3;
          ρв    - плотность воздуха, вытесняемого дирижаблем, кг/ м3;
          g - ускорение свободного падения, м/с2.
     Запишем силу тяжести дирижабля в виде
                               G = m0 g = (mA + Wρг) g,
     где m0        - взлетная масса дирижабля;
        mA          - масса аппарата, определяемая как сумма масс полезной
нагрузки, различного оборудования, силовой установки, топлива, конструкции
( в том числе и наполняемой газом оболочки объемом W)
        Wρг - масса заполняющего оболочку газа, имеющего плотность ρг.
     Необходимая для уравновешивания силы тяжести дирижабля подъемная
сила                     Y = Wρв g = (mA + Wρг) g.
     Отсюда: (ρв - ρг) W g = mA.
     То есть для того, чтобы дирижабль с массой mA смог совершать полет,
необходимо, чтобы плотность газа, заполняющего оболочку, была меньше
плотности воздуха. Необходимый для полета объем газонаполненной
оболочки
                                           mA
                                 W=                 .
                                       (ρ в − ρ г )
    Напомним, что плотность воздуха (на уровне моря при температуре 0°С)
ρв =1,29 кг/м3. Для заполнения оболочки обычно используется водород (ρг =
0,09 кг/ м3) или гелий (ρг = 0,179 кг/ м3). Можно также заполнять оболочку
подогретым воздухом, плотность которого будет меньше плотности воздуха,
окружающего ЛА.
    В период Второй мировой войны в США возникла потребность
долговременного патрулирования океанских акваторий с целью организации

Страницы