Расчет аэродинамических коэффициентов ЛА

Балтийский государственный технический университет

«ВОЕНМЕХ» имени Д.Ф. Устинова

Кафедра А5

Курсовой проект на тему:

«Расчет аэродинамических коэффициентов БПЛА MQ-9 Reaper»

                                                        Выполнила: 

 ст. гр А-591                         

                                                                                    Дема А.И.

                                                        Руководитель:

Толпегин О.А.

Санкт-Петербург

2011г.

Содержание

1. Введение	3
2. Расчет аэродинамических коэффициентов ЛА	7
2.1. Расчет геометрических характеристик ЛА	9
2.2. Определение коэффициента	10
2.3. Расчет коэффициента лобового сопротивления	12
2.4. Расчёт коэффициентов с помощью пакета «SolidWorks»	13
2.5      Результирующие таблицы	17
3. Список использованной литературы	18

Введение

БЛА MQ-9 Reaper (изначально названный Predator B), разработанный компанией General Atomics впервые взмыл в небо 2 февраля 2001 года. Он был создан на основе MQ-1 Predator для использования в ВВС США, ВМС Соединенных Штатов, и Британских Королевских военно-воздушных силах. В отличии от своего предшественника, этот БЛА способен развивать скорость более 400 км/ч и нести в 15 раз больше полезного груза за счет нового турбовинтового двигателя. Reaper предназначен для долгосрочных полетов, выполнения разведывательно-наблюдательных, а также боевых задач.

Прототип «Predator B»:

· Predator B-001- первая модернизация БПЛА MQ-1 Predator. На него установлен турбовинтовой двигатель (712 кВт). Визуальное отличие от MQ-1 представляют крылья, они увеличены с 14,8 м. до 20 м. B-001 может нести 340 кг. полезной нагрузки на высоте 15,2 км., со скоростью 390 км/ч. Время полета до 30 часов.

· Predator B-002 — следующая модернизация БЛА. Грузоподъемность 215 кг., верхний потолок высоты 18,3 км., время полета 12 часов.

· Predator B-003 или «Альтаир» - снова увеличен размах крыльев, до 25,6 м. Следовательно, увеличенная грузоподъемность БЛА до 1360 килограммов, а максимальная высота полета 15,8 км. Время полета увеличено до 36 часов!

Так как-же он называется? Predator B-003? MQ-9 Reaper? «Альтаир»? За безоружными версиями закрепили название «Альтаир», в то время как боевые БЛА называют MQ-9 Reaper. Боевая версия беспилотного летательного аппарата может нести:

· 14 AGM-114 «Хеллфайр» ракеты «воздух — земля»

· 4 AGM-114 «Хеллфайр» и две бомбы лазерного наведения — GBU-12 Paveway II

18 мая 2006 года Федеральное управление гражданской авиации выдало сертификат соответствия, что позволяет MQ-1 и MQ-9 летать в воздушном пространстве США предназначенном для гражданских перевозок.

Для ВМС США создается беспилотный аппарат на основе Reaper, названный «Mariner». Этот аппарат будет иметь складные крылья, увеличенный запас топлива, который позволит беспилотнику находиться в полете 49 часов.

В августе 2008 года ВВС США завершили перевооружение беспилотными летательными аппаратами MQ-9 Reaper первой боевой авиачасти — 174-го истребительного авиакрыла Национальной гвардии. Перевооружение происходило в течение трёх лет. Ударные БПЛА показали высокую эффективность в Афганистане и Ираке. Основные преимущества перед заменёнными F-16: меньшая стоимость закупки и эксплуатации, большая продолжительность полёта, безопасность операторов и возможность их посменной работы при продолжительных полетах.

По состоянию на 2009 год парка беспилотных летательных аппаратов составляет 195 MQ-1 Predator и 28 MQ-9 Reaper.

Расчет аэродинамических коэффициентов ЛА

Аэродинамический расчет является важнейшим элементом аэродинамического исследования ЛА и его отдельных частей (корпуса, крыльев, оперения, управляющих устройств). Результаты такого расчета используются при траекторных вычислениях, исследовании устойчивости полета и управляемости, при решении задач, связанных с прочностью движущихся объектов, при определении летно-технических характеристик ЛА.

В основе методов аэродинамических расчетов лежат достижения современной теоретической и экспериментальной аэродинамики. При рассмотрении аэродинамических характеристик можно использовать принцип расчленения характеристик на отдельные компоненты для изолированных корпусов и несущих поверхностей (крылья и оперение), а также их комбинаций. В последнем случае аэродинамические силы и моменты определяются в виде суммы соответствующих характеристик (для изолированного корпуса, крыльев и оперения) и интерференционных поправок, обусловленных эффектами взаимодействия.

Аэродинамические силы и моменты можно определить с использованием аэродинамических коэффициентов. По представлению полной аэродинамической силы и полного аэродинамического момента в проекциях на оси соответственно скоростной и связанной систем координат приняты следующие названия аэродинамических коэффициентов:

- аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления, подъемной и боковой силы;

 - аэродинамические коэффициенты моментов крена, рысканья и тангажа.

Возникновение аэродинамических сил и моментов представляет собой сложную картину. Поэтому при первичном их определении обычно используют приближённые расчёты, основанные на обработке статистических материалов, моделях различной степени детализации. Полученные результаты затем уточняют и корректируют по результатам продувок в аэродинамических трубах.

Данная методика расчета аэродинамических характеристик ЛА, основана на обобщении теоретических и экспериментальных исследований. Она излагается на примере расчёта аэродинамических характеристик гипотетического ЛА.

Расчёт аэродинамических коэффициентов выполнен для двух скоростей: 111м/с (максимальная скорость) и 45м/с (крейсерская скорость)

     Аэродинамическая схема исследуемого ЛА изображена на рис 1.2.1

Рис. 1.2.1