Какова форма кривой требуемой мощности?

Какова форма этой кривой потребляемой мощности для небольшого самолета АОН и для большого коммерческого самолета?

Ответ зависит от нагрузки на пролет и высоты полета самолета. Для большинства практических случаев левосторонняя кривая мощности более реалистична, но ее все же можно ввести, если пилот не осознает, что он / она делает. Просто посмотрите AF447 …

Кривая мощности представляет собой сумму двух кривых лобового сопротивления, умноженную на скорость полета:

1. Индуктивное сопротивление преобладает на низкой скорости и уменьшается с увеличением динамического давления.
2. фрикционное ( и паразитное, и интерференционное ) сопротивление растет с увеличением динамического давления.

Ниже я построил теоретические кривые мощности для небольшого самолета АОН на уровне моря. Пунктирные линии показывают кривую мощности, если бы не произошло отрыва потока.

Самолеты с низкой нагрузкой на пролет будут демонстрировать низкое индуктивное сопротивление, поэтому сопротивление трения (нулевая составляющая подъемной силы) вскоре станет доминирующим. Чем выше летит самолет, тем больше уменьшается доступная мощность и увеличивается индуктивное сопротивление, поэтому кривая мощности будет смещаться к чему-то, напоминающему ваш правый график. Точка, отделяющая левую часть кривой от правой, является точкой минимальной мощности. Где эта точка для реальных конфигураций?

Мы можем рассчитать коэффициент подъемной силы при минимальной мощности, чтобы узнать, где начинается диапазон скоростей обратной стороны кривой. В этом ответе я уже получил это, так что вот только результат:

$$c_{L_{min.\:power}} = \sqrt{\frac{2-n_v}{n_v+2}\cdot c_{D0}\cdot\pi\cdot AR\cdot\epsilon}$$ Символы:
$\kern{5mm} c_L \:\:\:$коэффициент подъемной силы
$\kern{5mm} n_v \:\:\:$показатель тяги, как в $T = T_0\cdot v^{n_v}$
$\kern{5mm} c_{D0} \:$коэффициент сопротивления при нулевой подъемной силе
$\kern{5mm} \pi \:\:\:\:\:$3.14159 $\dots$
$\kern{5mm} AR \:\:$удлинение крыла
$\kern{5mm} \epsilon \:\:\:\:\:\:$фактор Освальда крыла, обычно от 0,8 до 1,0

Теперь давайте введем значения для планера ($n_v$= -1):

$$c_{L_{min.\:power}} = \sqrt{3\cdot 0.00935\cdot\pi\cdot 21.43\cdot 0.98} = 1.36$$ Таким образом, минимальная скорость двигателя ASW-20A очень близка к его скорости сваливания. Падение в зад практически эквивалентно сваливанию.

Теперь значения для реактивного истребителя ($n_v$= 0):

$$c_{L_{min.\:power}} = \sqrt{0.0172\cdot\pi\cdot 2.45\cdot 0.76} = 0.317$$ Таким образом, пилот Starfighter находится на обратной стороне кривой, пока не разгонится до скорости выше 191 м/с или 371 узла (при максимальной взлетной массе). Это уже 0,54 Маха на уровне моря (и тем больше, чем выше вы поднимаетесь), и это объясняет, почему Starfighter предпочитает летать быстро. Его лучшая скорость набора высоты составляет 0,9 Маха!

Поскольку вы спросили о коммерческом самолете, начнем :

$$c_{L_{min.\:power}} = \sqrt{1.67\cdot 0.01277\cdot\pi\cdot 9.58\cdot 0.74} = 0.687$$ Это, конечно, для чистой конфигурации и находится между значениями планера и истребителя. Цифры для самолетов АОН немного выше (около $c_L$=1) за счет поршневого двигателя, с более высоким коэффициентом Освальда из-за нестреловидного крыла и несколько меньшим удлинением. Коммерческие самолеты предпочитают лететь близко к точке минимального лобового сопротивления, которая в данном примере находится на уровне $c_{L_{min.\:L/D}}$= 0,532, так что на высоте их рабочая точка уже достаточно близка к заднему диапазону. В отличие от этого, самолет GA в крейсерском режиме будет лететь низко (без наддува) и намного быстрее, чем при минимальной мощности, поэтому его крейсерская точка будет находиться далеко справа от заднего диапазона, что делает кривую мощности более похожей на левую. пример со стороны руки.