С ростом крейсерской растет посадочно-взлетная скорость?
В принципе в книжках это все есть, но дабы самому освежить азы разок не поленюсь и распишу подробно :craZy
Подъемная сила крыла связана со скоростью через коэффициент подъемной силы C[sub]y[/sub] (C[sub]L[/sub] в англоязычной литературе):
F=0.5*ro*V[sup]2[/sup]*C[sub]y[/sub]*S,
где F - подъемная сила (в ньютонах, обратите внимание); ro - плотность воздуха, кг/м3; V - скорость, м/с; S - площадь крыла, м[sup]2[/sup]. Сопротивление аналогично через коэффициент С[sub]x[/sub] (C[sub]D[/sub]). У симметричных профилей максимально достижимый без механизации C[sub]y[/sub] обычно порядка ~1.5. У несимметричных профилей может быть и заметно выше (2.5, 3 и даже больше), такого же эффекта добиваются использованием механизации. Полученные продувками в трубе или рассчитанные теоретически взаимоотношения коэффициентов подъемной силы, сопротивления и угла атаки для конкретного профиля обычно изображают в виде
графика (поляры). Поляра строится для конкретного
числа Рейнольдса (Re). При маленьких Re, характерных для авиамоделей, поляра может принимать
совсем иной вид и поэтому для большого самолета и его маленькой копии могут быть выгодны совершенно разные профили.
Это все на условном крыле бесконечного размаха. У реального крыла концевые эффекты уменьшают С[sub]у[/sub] и увеличивают С[sub]x[/sub]. Также сопротивления добавляет фюзеляж и прочая требуха, плюс взаимовлияние различных частей самолета может добавлять или убавлять и того и другого. Для прикидок в первом приближении, для прямого, без сужения, крыла разумного удлинения (~6-8) с простыми безщелевыми закрылками я думаю можно смело взять C[sub]y макс.[/sub]=1.8, пусть меня поправят если не прав.
Таким образом, подставляя в формулу C[sub]y макс.[/sub], взлетную массу самолета и желаемую скорость сваливания определяем площадь крыла. Максимальная скорость затем считается как баланс между тягой двигателя и сопротивлением самолета при известных площади крыла и (из поляры) С[sub]x[/sub]. При этой скорости достигается некоторый минимальный С[sub]у[/sub], вычисляемый по той же формуле. Можно и наоборот, по желаемой макс. скорости и располагаемой тяге двигателя определить площадь крыла и уже из нее скорость сваливания. Исходя из этого диапазон скоростей самолета (отношение максимальной скорости к минимальной) можно определить как корень кваратный из отношения C[sub]y макс.[/sub]/C[sub]y мин.[/sub]. Т.е. для C[sub]y макс.[/sub]=1.8 и (от балды) C[sub]y мин.[/sub]=0.3 диапазон скоростей будет sqrt(1.8/0.3)=2.45. Тогда для максималки в 300 км/ч сваливание будет на 122, либо для сваливания в 80 км/ч максимальная скорость 196.
Конечно,
если подходить строго, такой расчет некорректен, поскольку и двигатель будет тянуть по-разному на 196 и 300 км/ч, и вклад фюзеляжа в общее сопротивление будет разным с крылом разной площади и еще много чего. Но для первого, самого общего понимания этого я думаю достаточно.
Исходя из сказанного, увеличить крейсерскую скорость можно несколькими путями:
1) Уменьшать C[sub]y мин.[/sub] либо за счет повышения мощности мотора, либо путем "вылизывания" аэродинамики для уменьшения сопротивления. В первом случае теряете топливную экономичность, второй - бездонная пропасть, которая тянется с самого зарождения авиации и не видно ей ни конца ни края. Да и с вылизанной аэродинамикой нет-нет, да возникнет мысль а стоит ли топить на всех парах, не лучше ли сбавить газ и сэкономить топливо. Кроме того при маленьких C[sub]y[/sub] полет в турбулентность будет, скажем так, ухабистым. Если когда-нибудь доберетесь до АП-23, там есть раздел, посвященный этому.
2) Увеличить C[sub]y макс.[/sub] за счет более мощной механизации и уменьшить таким образом площадь крыла. На коленке это не делается, кроме того, вместе с C[sub]y[/sub] растет и C[sub]х[/sub], и летучесть аппарата стремительно приближается к оной кирпича. Легкий самолет с растопыренной мощной механизацией "висит" на двигателе и при отказе просто сыпется вниз.
3) Сдвигать весь диапазон скоростей вверх, уменьшая площадь крыла. По этому пути одно время двигалась сверхзвуковая авиация, достигнув в результате посадочных скоростей за 350 км/ч.
Каким бы путем не идти, на мой взгляд, в наших условиях аппарат должен давать возможность посадки без двигателя на неподготовленную площадку одним куском.
