1.2. Учёт влияния различных факторов на разбег самолёта

В рассмотренных ранее случаях мы предполагали, что сила тяги двигателей при разбеге остается постоянной. Для турбореактивных двигателей, особенно при больших скоростях отрыва, необходимо учесть некоторое уменьшение силы тяги с увеличением скорости движения самолета. Для большинства современных ТРД в диапазоне скоростей 0 - 120 м/с при разбеге по поверхности земли закон изменения тяги можно записать в виде

где P₀ - тяга двигателя при H = 0 и V = 0 ;  - коэффициент пропорциональности (значения  для различных двигателей приведены в табл.1, где значения тяги соответствуют t=15⁰C, p= 760 мм.рт.ст).

Таблица 1

Тип двигателя	Д - 30	НК-8- 2У	АИ - 20	АИ - 24	АИ – 25	Д - 36
 , с/м	0,00155	0,492	0,00405	0,0043	0,00204	0,3925
P0, кг	6800	265 кН	4300	2800	1500	64,6 кН

В таблице 1 значения тяги для двигателей НК-8-2У и Д-36 приведены в килоньютонах, а параметр  в безразмерных единицах, для этих двигателей формула (26) записывается в виде

P = P₀ (1- ₁ M) , где М - число Маха.

Решая соответствующую вариационную задачу об оптимальном разбеге самолета с учетом (26), можно получить, с точностью до величины , следующее выражение

где

Для самолетов с большой тяговооруженностью величина ( t) мала, в этом случае раскладывая th( t) и th²( t) в ряды и ограничиваясь слагаемыми до (² t²) получим

Зная скорость отрыва V_ОТР из (27) определяется время разбега. Расчеты по выражению (27) показывают, что влияние уменьшения тяги двигателя будет несущественным, поэтому практически можно пользоваться формулами (11) - (13) . Если в выражении (11) разложить th (t) в ряд и удерживать степени не выше второй, то получим простые зависимости, по которым можно исследовать разбег самолета

Как следует из формул (28) и (29) на характеристики разбега оказывают влияние сила тяги двигателей, вес самолета, площадь крыла, коэффициент трения полосы, плотность воздуха и коэффициенты , кроме того, на взлетные характеристики оказывают влияние уклон ВПП, скорость и направление ветра.

Влияние атмосферных условий. Изменение атмосферных условий будет приводить к изменению плотности воздуха, а также к изменению тяги двигателей. Плотность воздуха определяется зависимостью

где р - давление воздуха в мм.рт.ст.; t - температура воздуха в градусах Цельсия.

Тяга двигателя при постоянных оборотах определяется по формуле

здесь P₀ - тяга двигателя при стандартных условиях ( t₀=15⁰ , p₀= 760 мм. рт. ст.) ; p, t - давление и температура при изменившихся условиях ; n - показатель степени ( для ТРД с осевым компрессором можно принять равным 1,3 , а для ТРД с центробежным компрессором - 2 ).

Действие ветра будет приводить к изменению длины разбега. Попутный ветер удлиняет дистанцию разбега, встречный сокращает. Влияние ветра можно учесть выражением

,

где L_шт - длина разбега в штиль; W - скорость ветра.

Влияние уклона ВПП можно учесть зависимостью

где L₀ - дистанция разбега по горизонтальной ВПП; i - уклон ВПП в радианах , i = i⁰ /57,3.

В формуле (30) знак «плюс» берется для попутного уклона и знак «минус» для встречного.

Коэффициенты изменяются при использовании механизации крыла ( закрылки, предкрылки и др.). В расчетах следует оговаривать какой вид механизации используется, и на каких режимах.

Коэффициент трения взлетной полосы зависит от состояния полосы. Некоторые значения коэффициента трения f приведены в таблице 2.

Отказ двигателя на взлете. Как правило, пассажирские самолеты спроектированы таким образом, что отказ одного из двигателей в любой момент полета от взлета до посадки не должен приводить к аварийной ситуации. Безопасность полета, при отказе одного из двигателей при разбеге, может быть обеспечена либо путем прерывания взлета и экстренным торможением, либо продолжением взлета и набором безопасной высоты, по достижении которой принимается соответствующее решение исходя из сложившейся ситуации. Таким образом, при отказе двигателя на разбеге дистанция разбега определяется или как

L_ПРЕРВ = L_Р + L_Т , (31)

или

L_ПРОД = L_Ð + L_Ð^ , (32)

где L_Ð - дистанция разбега самолета по ВПП при всех работающих двигателях; L_Т - дистанция торможения; L_Ð^ - дистанция разбега самолета с отказавшим двигателем, в конце которой самолет приобретает скорость V_ОТР.

Таблица 2

Характер поверхности и покрытие ВПП	Среднее значение коэффициента трения качения
Сухое бетонное	0,030 - 0,035
Влажное бетонное	0,04 - 0,05
Мокрое бетонное	0,06 - 0,08
Твердые сухие травяные кочки	0,07 - 0,10
Мокрое травяное покрытие	0,10 - 0,15
Плотное снеговое покрытие	0,05 - 0,055
Сплошная обледеневшая поверхность	0,10 - 0,12
Сухой мягкий грунт или песок	0,20 - 0,30

Если построить зависимость дистанции прерванного взлета L_ПРЕРВ и дистанции продолженного взлета L_ПРОД от скорости движения, то эти две кривые пересекутся, т.к. с увеличением скорости, на которой произошел отказ двигателя, длина прерванного взлета увеличивается, а длина продолженного взлета уменьшается.

Точка пересечения этих двух кривых дает значение скорости V_{К. Р.} - так называемой критической скорости принятия решения, и длину L_СБ - сбалансированную длину взлетной дистанции. При анализе отказа двигателя при разбеге L_Ð и L_Ð^ определяются по одной из зависимостей (6),(13),(15),(17),(23) или (24) , а L_Т по формуле (78), в которой вместо V_ПОС подставляется значение скорости, при которой произошел отказ двигателя.