Каковы самые высокие аэродинамические давления, встречающиеся в любом самолете? И ограничивает ли это максимальную скорость любого самолета на определенных высотах? В широком смысле: «Как быстро вы можете двигаться [на заданной высоте]?»
Где динамическое давление является:
- местная плотность воздуха, а истинная скорость полета.
Меня в основном интересуют высокопроизводительные истребители/бомбардировщики. Вот некоторые данные, которые я собрал (Mk-12A и 787 добавлены для справки):
# | Airframe | Mach | Speed | Altitude | q (kgf/m^2)
----|---------------|------------|-----------|-------------|------------
1. | Mk-12A | Mach 6.15 | 2,100 m/s | 0 ft | 273,000
2. | Mk-12A | Mach 22.6 | 6,900 m/s | 100,000 ft | 39,300
3. | X-51A | Mach 5.1 | 1,500 m/s | 64,000 ft | 11,100
4. | HTV-2 | Mach 20. | 5,812 m/s | 125,000 ft? | 10,700
5. | F-111 | Mach 1.2 | 410 m/s | 0 ft | 10,400
6. | B-1A | Mach 1.2 | 410 m/s | 0 ft | 10,400
7. | B-1B | Mach 0.9 | 310 m/s | 0 ft | 6,100
8. | X-43A | Mach 9.6 | 3,000 m/s | 109,000 ft | 4,800
9. | Skylon | Mach 5.5 | 1,630 m/s | 85,300 ft | 4,600
10. | SR-72 | Mach 6 | 1,800 m/s | 90,000 ft? | 4,400
11. | Space Shuttle | Mach 1.3? | 400 m/s | 35,000 ft | 3,200?
12. | XB-70 | Mach 3.0 | 880 m/s | 73,000 ft | 2,500
13. | SR-71 | Mach 3.2 | 930 m/s | 78,740 ft | 2,300
14. | Concorde | Mach 2.0 | 600 m/s | 60,000 ft | 2,100
15. | Boeing 787 | Mach .85 | 250 m/s | 35,000 ft | 1,200
Планеры № 3, № 4 и № 5/6 сильно отличаются друг от друга, поэтому я удивлен, что они имеют примерно одинаковый максимум. . Является ли 11 000 кгс/м^2 общим пределом?
Примечание. Все цифры относятся к горизонтальному полету, за исключением Mk-12A (возврат в атмосферу), Space Shuttle (подъем) и HTV-2 (планирование).
Немного предыстории и цели: Ради интереса я пытаюсь сконструировать гиперзвуковой тяжелый бомбардировщик дальнего радиуса действия. Мне было любопытно, что будет ограничивать максимальную малую / среднюю скорость: лобовое сопротивление (располагаемая тяга двигателя), макс. (структурная прочность) или температура кожи (система термозащиты)... но я перейду к этому в другом вопросе.
Я прочитал почти все теги аэродинамики, военного дела, конструкции самолета, характеристик самолета и реактивного двигателя в поисках ответов. (Действительно, это замечательное сообщество.) Наконец-то понял, что могу задать свой вопрос.
Я старался следовать этикету как можно лучше, но я новичок в Stack Exchange, поэтому дайте мне знать, если я должен что-то изменить :) Спасибо!
Во-первых, в вашем списке примеров не различаются стационарные и нестационарные траектории. Возвращаемый аппарат испытает максимальное динамическое давление только на мгновение в конце своего полета, а аэродинамический нагрев можно допустить либо за счет абляционного охлаждения, либо за счет радиатора приличного размера. Все, что он должен выдерживать, — это динамическое давление на кончике.
Первые образцы в вашем списке, которые должны постоянно выдерживать заданное динамическое давление, это маловысотные штурмовики B-1B и F-111. Здесь динамическое давление создается за счет нагрузки на крыло, аэродинамики и чистой тяги, чтобы самолет двигался с максимальной скоростью. Аэродинамический нагрев выходит на первое место на большой высоте, потому что тепло точки торможения не зависит от плотности воздуха.
Причины для ограничения максимального динамического давления:
Если вы посмотрите на диапазон полета SR-71 (ниже), должно быть очевидно, что на каждой высоте был доступен только узкий диапазон скоростей из-за высокой нагрузки на крыло (= высокое минимальное динамическое давление) и максимальное динамическое давление (на малой высоте) рсп. аэродинамический обогрев (на большой высоте).
Оболочка полета SR-71 ( источник изображения )
Был летчиком-истребителем F-111 и F-105. У них самый высокий предел Q, с которым я сталкивался или о котором читал. (Для нас высокая скорость на палубе) Этот предел составляет 810 узлов/1,2 Маха внизу. Оба самолета могли поддерживать такую скорость, я лично сделал это на F105 ниже уровня моря в Долине Смерти. Прилагаются ограничения скорости полета Технического заказа:
Я не верю, что B-1B способен на такие скорости, на него были наложены всевозможные дополнительные ограничения. Современные истребители уже не рассчитаны на этот режим.
bjb568
Гефест Этнейский
раптортех97
Гефест Этнейский
Койовис
ДайсМастер1018