книги из ГПНТБ / Павловский К.М. Практическая аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов учебное пособие

- M l

земли - 1440 км/час.

Определить предельнодопустимый скоростной напор и установит^ограничивается ли скорость у данного самолета ско

удобно контролировать, пользуясь широкой стрелкой прибора КУС. Поэтому ограничение скорости по предельному скоростно­ му напору всегда указывается в виде максимально-допустимой индикаторной скорости.

Если на любой высоте не допускать превышения индикатор­ ной скорости, соответствующей предельному скоростному напору то этим и будет обеспечен полет без превышения заданного скоростного напора. Индикаторная скорость в первом прибли­ жении может быть принята равной приборной й прочтена по по­ казанию широкой стрелки КУС. В инструкции летчику и в техни­ ческом описании самолета всегда указывается предельная при­ борная скорость.

Примечание:

Истинной воздушной скоростью называют скорость самоле­ та относительно атмосферного воздуха. Индикаторная скорость - это условная скорость, соответствующая истинной воздушной

142 ~

скорости у поверхности земли»Шкала указателя индикаторной око роста протарирована в единицах скорости при нормальной плот­ ности воздуха в стандартных метеоусловиях на уровне моря. Поэтому при полета вблизи земли в стандартных метеоусловиях по лазания прибора индикаторной скорости соответствует истинной воздушной скорости» С подъемом на высоту индикаторная скорость всегда уменьшается и на высоте 10 км составляет около 50 % истинной скорости.При малых скоростях полета истинная воз­ душная и индикаторная скорости связаны зависимостью;

При больших же скоростях :полета необходимо учитывать сжима­

Широкая стрелка КУС показывает так называемую приборную ско­ рость. Она отличается от индикаторной на величину инструмен­ тальной и аэродинамической поправки ( поправки на сжимаемость)

Если считать прибор идеальным» тогда можно принять индика­ торную скорость равной приборной. Но такое допущение весьма грубое. Чтобы учесть влияние поправки на сжимаемость для раз­ личных диапазонов высот» могут быть заданы свои значения предельной приборной скорости для этих высот.

б) ОГРАНИЧЕНИЕ СКОРОСТИ ПРЕДЕЛЬНЫМ ЧИСЛОМ М

Втом случае» когда при определенном числе М появляется неустойчивый режим работы двигателя или нарушаются характе­ ристики устойчивости и управляемости самолета» максимальная скорость ограничивается предельным числом МПред .Зная МПред » легко найти предельно-допустимую скорость полета на данной

по предельно допустимым перегрузкам при полете на малых высотах ( при болтанке), а также по предельной температуре

144 -

При фиксированном положении РУД изменение угла атаки (напри­ мер, при отклонении стабилизатора) будет вызывать или восста­ новление исходной скорости или разгон, или торможение само­ лета.

Незаштрихованные на рисунке диапазоны скоростей харак­ терны тем, что здесь небольшое отклонение ручки от уста­ новившегося режима полета вызывает сначала незначительное

вторые - неустойчивостью по скорости. Проанализируем поведе­ ние самолета на первом режиме,Рассмотрим, к примеру, полет на постоянной высоте о дозвуковой скоростью у е , Если летчик возьмет немного ручку на себя, но не будет изменять положение РУД (кривая P/j, ), то из-за приближения угла атаки к наивы­ годнейшему потребная тяга уменьшится и станет меньше распола­ гаемой. По этой причине у самолета возникнет тенденция к увеличению скорости до первоначальной. Если же попытаться уве­ личить скорость больше эначения\/6 путем уменьшения угла ата­ ки, то этого не произойдет потому, что потребная тяга окажет­ ся больше располагаемой. Аналогичная картина происходит и на

режимах это получается путем перемещения РУД вперед с по­

режимах. Второй дозвуковой режим находится между минимальной теоретической.и наивыгоднейшей’ скоростями; Полет на втором режямб (дозвуковом и сверхзвуковом) рассматривается при усло­ вии, когда летчик удерживает заданную высоту полота ( или заданную прямолинейную траекторию подъема и снижения) только путем отклонения в нужную сторону руля высоты. Это может

вания.Типичным вторым дозвуковым режимом полета является выдерживание на посадке. Самолет при этом летит на строго определенной высоте, интенсивно теряя скорость. Ко при необходимости можно увеличить тягу и перейти на увеличение скорости.

Из рис, 4.9 видно, что для увеличения скорости на втором дозвуковом режиме необходимо угол атаки и тягу умень­ шать, поскольку с уменьшением угла атаки здесь сопротивле­ ние снижается. Если же попытаться увеличить скорость обычным путем, как это делается на первом режиме, то произойдет зна­ чительный разгон самолета. Так,например, если полет был со

скорости подачу топлива уменьшить. Подобная же картина будет и при необходимости уменьшить скорость.Пуеть, к примеру,

интенсивная потеря скорости.Равновесие наступит только при скорости . Для незначительного уменьшения скорости лет­ чик тоже должен делать двойное движение РУД : сначала его убрать, а после снижения скорости до необходимой величины дать несколько вперед до наступления равновесия Р г рп .

Если исходный режим второй и должен выдерживаться при

146 -

максимальной тяге, т .е . при определенной большой скорости, то рех’улирование скорости возможно только изменением высоты.

Так,например, если летчик, пытаясь вывести самолет на заданную высоту и скорость, заметил, что высота достигнута, но скорость понижена и продолжает уменьшаться, то для увеличения скорости он должен перевести самолет на снижение при помощи руля высоты» При этом энергия высоты перейдет з энергию скорости (при скорости 2000 км/час для повышения скорости на

.100 км/час необходимо снизиться на 1600 м ). Вместе с ростом скорости увеличится тяга и сопротивление.Однако увеличение тяги будет более значительно потому, что в более плотных слоях требуется меньший угол атаки, а вместе с этим будет меньше индуктивное сопротивление.

При полетах на втором режиме летчику надо быть особенно внимательным к потери скорости, чтобы не уменьшить ее ниже допустимых пределов, после которых наступает резкое кренение или опускание носа. При уменьшении скорости особенно недопу­ стимо увеличивать высоту без увеличения тяги, так как это вызывает энергичное сваливание самолета (см. § 34).

§ 44. ДИАПАЗОН СКОРОСТЕЙ И ВЫСОТ ПОЛЕТА САМОЛЕТА С ТРД

График, на которой нанесены кривые характерных скоростей в зависимости от высоты полета,называют графиком.диапазонов скоростей и высот горизонтального полета (рис. 4 .10) Кривая

трическое место точек пересечения кривых. Если этих пересе­ чений несколько, то наносят и промежуточные точки, соединив

Различают диапазон допустимых скоростей и диапазон ско­ ростей установившегося горизонтального полета. Под первым

143 -

когда на некотором участке скоростей Рр < Рп (рис.4.5,Н =18).

Для расширения диапа­ зона скоростей устано­ вившегося горизонталь­ ного полета в случае, приведенном на рис.

4 ,IX,используют аэро­ динамические тормоза, а в случае, показан­ ном на рис. 4 .5 ,могут применяться специаль­ ные, ускорители (напри­ мер,ЯРД).

Заштрихованная область на рис. 4.10 показывает также и диапазон высот установившегося горизонтального полета с

та ~ на некоторой стратосферной высоте с максимальной скоро­ стью означает , что эта высота является при данной скорости предельной по тяге ( то есть, это потолок по тяге ). Ее зна­ чение можно найти по известному из теории двигателей соот­ ношению между атмосферным давлением и располагаемой тягой:

Предельная высота установившегося полета зависит от тяговооруженности на высоте И км и аэродинамического каче-

149 -

ства.

Наибольшая высота, на которой возможен установившийся горизонтальный полет при данной скорости (или числе М) поле­

тический потолок всего на 200-300ы меньше статического. Поэто­ му статический потолок для сверхзвукового самолета обычно считают и практическим.

Диапазон скоростей и высот полета любого самолета зави­ сит от тяговоорукенности-^-и температуры воздуха. У ДОЗВУКОВО­ ГО САМОЛЕТА с увеличением высоты диапазон скоростей полета сужается, что ухудшает его маневренные качества.

У СВЕРХЗВУКОВОГО самолета диапазон допустимых скоростей на малых и средних высотах меньше диапазона скоростей устано­ вившегося полета за счет ограничений ^ о ^ пред. На больших же высотах он больше. Сужение диапазона скоростей установив­ шегося полета, начиная с некоторой стратосферной высоты,

В общем же характерным является расширение диапазона допустимых скоростей до той высоты, с которой устанавливается

ограничение по Mrmo.„ Выше ее диапазон хотя и сужается, но

11

остается достаточно большим вплоть до статического потолка.

Увеличение Рр расширяет диапазон как за счет увеличения

150 -

Уменьшение .предельной высоте при этом подсчитывают по Форму­ ле А Н =6340 Л Если изменения веса невелики и составляют

плаиптг’ы г л r m m m w p ft'n ф п n n u паша ш л а и л * и л в п м а ш я ф ъ тти rhffa*rtQ

где энакпминус" означает, что при увеличении веса предельная высота снижается» Так, при увеличении веса на I % потолок снижается примерно на 63 м.

Повышение температуры сужает диапазон скоростей устано­ вившегося полета за счет обеих его границ» Снижаемся и стати­ ческий потолок. Если полет выполняется при Кт , т .е . на угле о (т и при постоянном весе^ то

А Н * - 12600 м. (4.18)

Как видно, увеличение температуры на I % снижает потолок на 126 и. Это требует от летчика учитывать нестандартность темпе­ ратуры при полетах на предельно больших высотах, так как неучет существенной зависимости потолка от температуры может повлечь не только невыполнение полетного задания, но и лет­ ное происшествие ( см. § 34).

§ 45. ОСОБЕННОСТИ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПОЛЕТА НА БОЛЬШИХ й ПРЕДЕЛЬНО БОЛЬШИХ ВЫСОТАХ

Под предельно больших®высотами понимают такие максималь­ ные высоты, на которых самолет еще может выполнять боевое задание.

Для околозвуковых самолетов эти высоты лежат вблизи статического потолка, а для сверхзвуковых они могут значи­ тельно превышать статический потолок за счет динамического набора высоты. Так,например, при М= 2 + 2 , 1 это превышение может достигать 3 + 3,5 км. Полет на динамических высотах рассматривается в главе У1. Здесь будут рассмотрены лишь