Типовые формы корпусов

 

Фюзеляжи самолетов и беспилотных летательных аппаратов, корпуса снарядов и ракет представляют собой длинные тонкие тела вращения, обычно состоящие из цилиндрических и конических отсеков (параболических или оживальных, которые получаются вращением дуги окружности вокруг некоторой оси, пересекающей эту дугу).

В отличие от крыла, фюзеляж при малых углах атаки почти не создает подъемной силы. Основной составляющей аэродинамической силы для тел вращения является сила лобового сопротивления. В условиях установившегося полета она определяет тягу двигателей, необходимую для компенсации сил сопротивления, действующих на ЛА. Следовательно, формы фюзеляжей и корпусов ЛА должны обеспечивать минимальное, при данных размерах, лобовое сопротивление.

Сверхзвуковое тело вращения, исходя из конструктивных и аэродинамических соображений, обычно представляют как совокупность трех частей: головной, цилиндрической и кормовой. Головная и кормовая части играют основную роль в образовании сопротивления давления (волнового и донного), а средняя – цилиндрическая часть – создает основную долю сопротивления трения.

Корпус ЛА простейшей формы имеет головную часть в виде заостренного (или притупленного) конуса или параболоида, среднюю цилиндрическую часть и кормовую сужающуюся (или расширяющуюся) оконечность конической или параболической формы (рис. 10.9 и 10.10). В более сложных конструкциях могут присутствовать переходные (сплошные или ферменные) отсеки и цилиндрические отсеки разных диаметров. Однако наличие хвостового отсека нецилиндрической формы совсем не обязательно.

 

 

 

а б

Рис. 10.9. Формы корпусов:

а – с заостренными коническими головными частями;

б – с оживальными или параболическими головными частями

 

 

 

а б в г

 

Рис. 10.10. Головные части с притуплением:

а, б – сферический наконечник; в – эллиптический наконечник;

г – торец с круглой фаской

 

Основными геометрическими характеристиками корпуса ЛА являются следующие: – угол полураствора конуса головной (кормовой) части, или угол при вершине параболоида; – диаметр миделевого сечения (для конуса цилиндрических тел – диаметр цилиндра); – удлинение элемента (отсека) тела.

Наиболее распространены головные части и переходные отсеки с прямолинейной образующей в виде конуса. Уравнение такой образующей выглядит как . Головные части могут иметь притупление (рис. 10.10). Для конуса со сферическим (касательным) притуплением уравнение прямолинейной части образующей следующее:

 

,

 

где , – радиус и продольная координата места стыка сферического наконечника радиусом с конической поверхностью.