Анализ летных характеристик:
Анализ характеристик самолета проводился на основании значений сопротивления и весовых данных, определенных в предыдущих разделах. Самолет имеет максимальный взлетный вес 525 кг (285 кг вес пустого и 240 кг полезная нагрузка). На самолет устанавливается 80-сильный поршневой двигатель, с винтом фиксированного шага. Характеристики винта соответствуют режимам крейсерского полета самолета Cessna 152.
Полученные результаты представлены на следующем графике:
(Примечание: Rate of climb - скороподъемность (1ft/min = 0,005 м/с), True airspeed - скорость (1 knot = 1,82 км/ч), Sea level - высота над уровнем моря (1 ft = 0,3 м))
График показывает зависимость скороподъемности от скорости горизонтального полета и высоты. Максимальная скорость - наибольшая скорость, при которой значение скороподъемности при максимальной мощности двигателя равно нулю. Соответственно, опытный самолет будет иметь максимальную скорость приблизительно 204 км/ч на уровне моря, крейсерская скорость на высоте 2700 м при 75% мощности - 190 км/ч. Скороподъемность на уровне моря будет составлять чуть более 5 м/с. Эти показатели сравнимы с характеристиками Cessna 152, которое имеет максимальную скорость 200 км/ч и крейсерскую 195 км/ч на высоте 2400 м. Скороподъемность опытного самолета (5 м/с) значительно лучше, чем тот же показатель у C-152 (3,57 м/с).
Важно, что опытный самолет достигает крейсерских характеристик, схожих с Cessna и той же полезной нагрузкой, используя меньшую на 31% мощность. Это значительно уменьшает стоимость двигателя и также расход топлива, пропорционально уменьшению мощности.
Взлетные характеристики
Взлетные характеристики опытного самолета, Cessna 152 и Diamond Eclipse представлены в следующей таблице:
Модель
|
Длина разбега на уровне моря, м
|
Полная взлетная дистанция до высоты 15 м, м
|
Cessna 152
|
215
|
355
|
Diamond Eclipse
|
260
|
430
|
Опытный самолет
|
135
|
230
|
Эти значения - приближенные, но они позволяют сравнить взлетные характеристики. Опытный самолет имеет значительно лучшие взлетные характеристики, чем любой из двух, представленных стандартных самолетов того же класса. Причина этого в более низкой нагрузке на площадь крыла у опытного самолета.
Стандартные самолеты взлетают с убранными или выпущенными на очень небольшой угол закрылками, так что на взлете максимальный коэффициент подъемной силы имеет небольшое значение (около 1.35). Хотя "летающее крыло" малого размаха имеет более низкий максимальный коэффициент подъемной силы (около 1.0) чем любой из стандартных самолетов, низкая нагрузка на крыло компенсирует это.
Максимальная скороподъемность
Значения максимальной скороподъемности при максимальных оборотах двигателя для четырех моделей самолета представлены на следующем графике:
Примечание Rate of climb - скороподъемность (1 ft/min = 0,005 м/с, altitude - высота (1ft = 0,3 м)
В высотах до 1200 м 80-сильный опытный самолет имеет самый высокий показатель скороподъемности. На больших высотах скороподъемность Diamond Eclipse превышает скороподъемность опытного самолета. По сравнению с оставшимися цельнометаллическими самолетами, опытный самолет имеет более высокий показатель скороподъемности вплоть до высоты 4500 м.
Высокое значение скороподъемности опытного самолета объясняется малым взлетным весом. Величина скороподъемности напрямую зависит мощности, а опытный самолет, как было отмечено выше, имеет избыток мощности 30% по сравнению с другими образцами. На больших высотах скороподъемность Diamond Eclipse выше, так как он имеет более высокое значение аэродинамического качества. При сравнении характеристик было принято, что все самолеты оборудованы винтами фиксированного шага, так что характеристики в значительной мере зависят от диаметра и шага винта.
Аэродинамическое качество:
Значения качества самолетов, в зависимости от скорости полета представлены на следующем графике:
(Примечание: Airspeed - скорость (1knot = 1,82 км/ч), L/D - аэродинамическое качество)
Опытный самолет имеет максимальное значение аэродинамического качества 10.5 при скорости полета 136 км/ч. Этот показатель очень близок к максимальному значению аэродинамического качества Cessna 152 (10.3).
Графики показывают, что опытный самолет достигает максимального значения аэродинамического качества при более высокой скорости, чем Cessna. Соответственно, на скоростях выше 125 км/ч, опытный самолет является более аэродинамически эффективным, чем Cessna. Различие возникает на крейсерских скоростях. При скорости 180 км/ч, Cessna имеет аэродинамическое качество 7, а опытный самолет 8.9, что на 27% выше.
На основании данных анализа можно сказать, что опытный самолет сравним по эффективности с цельнометаллическим подкосным монопланом Cessna 152, но имеет худшие показатели по сравнению со стеклопластиковым Diamond DA20-C1 “Eclipse”, который имеет более высокое качество практически во всем диапазоне скоростей.
Сопротивление и мощность
Сопротивление самолета зависит от веса самолета и величины аэродинамического качества.
На следующем графике показана зависимость сопротивления по скорости.
(Примечание: Drag - сопротивление (1pound = 0,45 кг), airspeed - скорость (1knot = 1,82 км/ч))
Стоит отметить, что сопротивление опытного самолета ниже, чем сопротивление Cessna 152 во всем диапазоне скоростей, даже если Cessna имеет более высокое значение аэродинамического качества на скорости ниже 125 км/ч. Дело в том, что опытный самолет имеет более низкий вес. Из-за более высокой весовой отдачи, опытный самолет с полезной нагрузкой 240 кг имеет взлетный вес 525 кг, а Cessna 152 весит 750 кг при полезной нагрузке 230 кг. Это 30% различие в величине максимального взлетного веса достаточно, чтобы преодолеть различие в величине аэродинамического качества на низких скоростях, а на крейсерских скоростях получить преимущество перед Cessna. На скорости 180 км/ч сопротивление опытного самолета в два раза ниже, чем у Cessna 152.
Более низкого взлетного веса опытного самолета достаточно, чтобы превысить даже преимущество Eclipse. На приведенном выше графике видно, что сопротивление опытного самолета немного выше чем у Eclipse, но различие небольшое. На крейсерских скоростях сопротивление опытного самолета всего на 5% выше чем у Eclipse.
Графики сопротивления отражают величину потребной мощности для горизонтального полета. Следующие два графика показывают величины потребной мощности для разных высот:
(Примечание: Dhp - потребная мощность (л. с.), airspeed - скорость (1knot = 1,82 км/ч))
|
