Как определить скороподъемность для различных скоростей полета?

Графики характеристик самолетов работают одинаково. К сожалению, этот дает скорость набора высоты только при указанной воздушной скорости 85 узлов (KIAS).

Чтобы найти скорость набора высоты на разных скоростях, нужно больше знать о планере. Затем вы можете применить простую аппроксимацию, следуя этой процедуре .

На карте не указано, где на полюсе находится самолет. Будет ли он лучше подниматься, когда летит быстрее, или нет? Это невозможно сказать. Поскольку у вас есть только одна скорость и одна настройка мощности, но диапазон масс, дрон не будет находиться в оптимальной настройке набора высоты для большинства точек. Мы можем сделать предположение и объявить эталонную массу 1700 кг точкой, в которой приведенные условия оптимальны. Но тогда мне понадобится, по крайней мере, лобовое сопротивление при нулевой подъемной силе и соотношение сторон, чтобы делать дальнейшие предположения.

Из предыдущего ответа берем уравнение скорости набора высоты

$$v_z = \frac{v}{C}\cdot sin\gamma = \frac{v}{C}\cdot\frac{T-D}{m\cdot g}$$ и установите поправочный коэффициент C = 1 на данный момент. Полученная ошибка мала на низких скоростях. Теперь нам нужно сопротивление и тяга.

Первое сопротивление: коэффициент сопротивления$c_D$примерно

$$c_D = c_{D0} + \frac{c_L^2}{\pi\cdot AR\cdot\epsilon}$$ с известным соотношением сторон $AR$и предполагаемый фактор Освальда $\epsilon$0,85. Чтобы получить отсюда сопротивление, нам нужно умножить это на динамическое давление. $q = ½\rho\cdot v^2$и эталонная область $S$: $$D = ½\rho\cdot v^2\cdot S\cdot c_{D0} + \frac{(1700\cdot g)^2}{½\rho\cdot v^2\cdot S\cdot\pi\cdot AR\cdot\epsilon} = ½\rho\cdot v^2\cdot S\cdot c_{D0} + \frac{(1700\cdot g)^2}{½\rho\cdot v^2\cdot\pi\cdot b^2\cdot\epsilon}$$ когда мы заменяем $AR = b^2/S$с $b$размах вашего самолета. Как я уже говорил, индуктивное сопротивление зависит от размаха, а не от удлинения .

Теперь о тяге. В винтовом самолете мощность постоянна, а тяга обратно пропорциональна скорости полета. Не указанная, а реальная скорость полета, так что нам нужно быть осторожными. На уровне моря оба равны, и тогда тяга прямая:

$$T = \left(½\rho\cdot v_{ref}^2\cdot S\cdot c_{D0} + \frac{(1700\cdot g)^2}{½\rho\cdot v_{ref}^2\cdot\pi\cdot b^2\cdot\epsilon} + \frac{5.5}{v_{ref}}\cdot1700\cdot g\right)\cdot\frac{v_{ref}}{v}$$

с$v_{ref}$= 43,7278 м/с, что в нормальных единицах составляет 85 узлов. Первые два термина в скобках кажутся знакомыми: это вклад сопротивления. Третий член учитывает скорость набора высоты 5,5 м/с в контрольной точке на высоте над уровнем моря, так что это объясняет изменение потенциальной энергии. Если вам нужна тяга на больших высотах, пожалуйста, исправьте$v_{ref}$с квадратным корнем из коэффициента плотности.

Если эти уравнения кажутся пугающими, продолжайте вычислять скорость набора высоты:

$$v_z = \frac{v}{C}\cdot\frac{\left(D + \frac{v_{z_{ref}}}{v_{ref}}\cdot m\cdot g\right)\cdot\frac{v_{ref}}{v} - D}{m\cdot g}$$ $$v_z = \frac{1}{C}\cdot\left(\frac{D\cdot\left(v_{ref}-v\right)}{m\cdot g} + v_{z_{ref}}\right)$$