Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

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

.pdf
Скачиваний:
20
Добавлен:
30.10.2023
Размер:
13.41 Mб
Скачать

- 242 -

при необходимости может выполняться с постоянным ускорением (рис. 7 .7 ). Но при этом затрудняется переход к маршевому поле­ ту. Проще и безопаснее заканчивать разгон по вертикали на не­ которой высоте Цвр с тем, чтобы на участке Нт осуществить торможение по вертикали путем уменьшения составляющей тягиру. Траектория при этом представляет кривую (см. пунктирную ли­ нию на рис. 7 .7 ),

Простейшей формой траектории является траектория, состоя­ щая из прямого вертикального и прямого горизонтального уча­ стков. При этом выход СВВП на эвалютивную скорость начинается при отсутствии аэродинамичеких сил и совершается под действием силы Рх , получаемой при повороте вектора тяги на угол меньший 90°.

В заключение заметим, что практически для осуществления вертикального взлёта тяговооруженность должна быть значитель­ но больше единицы, так как требуется учесть расход воздуха на органы управления, а также потери тяги в отклоняющих вектор тяги устройствах (при использовании единых силовых установок).

§ 79. ПОСАДКА САМОЛЕТА С ПРОБЕГОМ

Посадке предшествует маневр захода на посадку, имеющий целью вывод самолета на посадочный курс со снижением под

углом примерно 5* 7° при Vy = 5 + 8 м/сек. Воздушный участок включает планирование с высоты стандартного препятствия

- 243 -

Нсп =25 ы, выравнивание, выдерживание и парашютирование.

Выравнивание предназначено для погашения вертикальной скорости снижения и начинается на высоте Ннв =8+12 и (рис. 7 .8 ).

Рис. 7.8

Заканчивают выравнивание в момент, когда колеса находятся от земли на высоте 0,5 - I м. В конце выравнивания Vy^O и самолет движется горизонтально или близко к этому. Для уменьшения нагрузок на шасси скорость движения целесообраз­ но погасить до минимально возможной, для чего служит этап выдерживания.В период выдерживания, по мере снижения скорос­ ти., увеличивают угол атаки до посадочного значения Аля обеспечения этого выдерживают перегрузку, незначительно

большую единицы. Скорость полета, соответствующая таким усло­ виям, называется п о с а д о ч н о й :

 

 

 

 

Vnoc=

y/cyn-e p - s

(7. II)

 

Заметим,

что

 

VW < \А>тр

, так как QIW<

, a(J > f , ,

ибо

пос

отр

и

максимален.

noc orp

 

 

закр

Y

становится меньше

веса, начинает­

В момент

, когда сила

ся снижение с увеличением вертикальной скорости - парашютиро­ вание. Потеря высоты при этом измеряется десятками сантиметров. Поэтому при касании полосы Vy невелика. Окончательно ско­ рость самолета гасится на пробеге.

Угол снижения определяется в соответствии с (5.24) и (5.25) по формулам:

- 244 -

Отсюда видно, что наклон траектории при одном и том же Су зависит от тяговооруженности. Чем ниже величина К, тем требуется большая тяговооруженность для снижения с одинаковым

углом

9

 

У

сверхзвуковых

самолетов при выпущенных шасси и закрыл­

ках аэродинамическое

качество низкое и лежит в пределах К —

=3,5 ♦ 5,5 . Поэтому посадочное планирование выполняют со зна­ чительной тягой. Потребная тяговооруженность при различных качествах приведена в таблице 7.2.

 

 

 

Таблица

7.2

 

Аэрод.качествоКсниж.

10

8

6

5

4

3

Потреби.тяговоор.%

0,200

0,225

0,267

0,300

0,350

0,433

У дозвуковых и у

сверхзвуковых самолетов

изменяемой

 

стреловидности Ксн^

равно

6+8,5.

 

 

 

 

Длина.воздушного

участка может быть подсчитана по форму­

ле (5 .3 4 ), в которую вместо

( Н *-Н я

) подставляют Нсп=25м.

При выпуске закрылков длина

воздушного участка

снижает­

ся за счет уменьшения КуСГ, ср и

средней скорости на

участке.

При неточном расчете на посадку (перелет) для уменьше­ ния аэродинамического качества можно использовать тормозные щитки.

В тех случаях, когда по каким-либо причинам шасси выпус­ тить не удалось, посадка производится только на грунт.

Перед такой посадкой необходимо аварийно слить излишек топлива, сбросить подвесные баки, включить систему нейтраль­ ного газа, сбросить на "невзрьга" бомбы, зафиксировать привяз­

- 245 -

ные ремни, на установленной вывозе открыть фонарь кабины (сбро­ сить аварийные люки). Перед непосредственным приземлением надо Ьключить двигатели, закрыть пожарные краны и обесточить электро­ сеть.

§ 80. ПРОБЕГ САМОЛЕТА

Пробег состоит из двух фаз: первая с поднятым носовым ко­ лесом, а вторая с опущенным и с использованием колесных тор­ мозов. Переход от первой фазы ко второй происходит либо с зафиксированной ручкой в положении приземления, либо с выбира­ нием ее " на себя" по мере уменьшения скорости.В первом слу­ чав лучше могут использоваться колесные тормоза, но адеоь аоть опасность перегрева тормозов. Во втором - лучше исполь­ зуется аэродинамическое торможение, поскольку дольше удержива­ ется нос самолета в приподнятом положении. Этот способ исполь­ зуется при малом коэффициенте трения колес о ВНЕ,например, ври посадке на мокрую или обледеневшую полосу.

На пробеге самолет испытывает действие в принципе таких

же сил,

как и на разбеге (рис.

7 .1 ).

Но тяга равна тяге

малого

газа - Р

м г « а суммарное сопротивление

(Q +F) больше,

чем при

разбеге.

Пренебрегая величиной

Р

м Г ,

уравнения движения за­

пишем в виде:

 

 

 

 

 

 

 

Y

+ -

N

=

G

(7.12)

 

 

 

 

 

 

(7.13)

Отсюда видно, что для интенсивного погашения скорости

надо увеличивать лобовое сопротивление

и сопротивление

трения

(см. § 82).

 

 

 

 

 

 

Рассматривая пробег как равномерно замедленное движение о

конечной

скоростью V= 0 и начальной

Vnoe

• Д®ИНУ пробега

можно определить по формуле:

 

 

 

 

 

 

Vnoc

L

(7.14)

ПР

- 246 -

где среднее ускорение определяется по (7 .13).

Длина пробега прямо пропорциональна удельной нагрузке на крыло и обратно пропорциональна ускорению торможения. Наиболее

эффективно любое

торможение тогда, когда

оно применяется в

начале пробега, т .е . при

большой скорости,

так

как при этом

получается наибольшая работа тормозящих сил.

 

§ 81. ЗАВИСИМОСТЬ ДЛИНЫ

ПРОБЕГА ОТ ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ

 

 

ФАКТОРОВ

 

 

Все факторы,

влияющие на длину разбега,

влияют и на пробег,

но в другой степени и с рядом особенностей.

 

П о с а д о ч н ы й

в е с

влияет только

на посадочную

скорость, а ускорение от

него почти не зависит,

поскольку

изменение веса вызывает пропорциональное изменение как числи-

теля,так и знаменателя формулы (7 .13). В итоге

длина

пробега

изменяется пропорционально посадочному весу;

 

 

i- пр

в ^~пр0

*

где

Q0

 

 

Т е м п е р а т у р а

и

д а в л е н и е

воздуха

на ускорение пробега-практически

не

влияют, но

влияют на Vfjoc *

так как эта величина, обратно пропорциональна плотности воз­ духа, которая в свою очередь црпио пропорциональна давлению и обратно пропорциональна абсолютной температуре. Длина про­

бега

/

= К

L

» №

к _

Т_

.

 

L ПР

Л

^ ПРП

 

Л А ~

Т0

р

Заметим,

что коэффициенты

К& н К& пригодны для посадочных

характеристик всех самолетов в то время, когда для взлетных

они не

являются универсальными,

так как взлетная тяга зави­

сит от давления и температуры, а это влияет и на ускорение

разбега. Тяга же

на посадке очень

мала и ее

зависимость от

давления и температуры можно не учитывать. Приближенно можно считать, что изменение температуры на 10° вызывает изменение длины пробега на 3,5 % в тем не направлении , а изменение

давления на 10 ш р т .ст . вызывает

противоположное изменение

длины пробега на 1,3 %<,

 

В л и я н и е

в е т р а

проявляется подобно влиянию

-2Л7 -

его на длину разбега, но более ощутимо, так как Vn0c « V W • Лдя быстроты пересчета посадочных характеристик на изменив­ шиеся условия применяют универсальные для всех оаыолетов но­ мограммы (рис.7 .9 ).

В отличие от

номограммы для пересчета разбега здесь

ве учитывается коэффициент трения,

поскольку

на посадке он

зависит не

столько от поверхности,

сколько от

эффективности

торможения

колес

и других тормозных устройств.

 

- 248 -

 

С о с т о я н и е

п о в е р х н о с т и

посадочной

полосы сильно влияет

на длину пробега. Наиболее

эффективное

сцепление покрышек с ВПП происходит при сухом бетонном по­ крытии. Это позволяет аффективно тормозить, не опасаясь "юза". Если торможение колес не применять, то наибольшее сопротивле­ ние трения качения получается при влажном мягком грунте.

При использовании тормозов сцепление покрышек с мокрым грунтом недостаточно и эффективность тормозов слабая* Поэтому при посадке на грунт надо полностью использовать аэродинамиче­ ское торможение. Очень слабое сцепление покрышек с обледенелой

поверхностью и торможение колес тоже неэффективно . Это требует применения других, более эффективных средств.

В иностранной печати сообщалось о многих случаях аварий а катастроф тяжелых самолетов при посадке на полосы, покрытые слоем воды иди мокрого снега. Причиной было так называемое акваплаяированне.

Акваняанирование это * глиосированиеяпневматик0 по слою воды или мокрого снега, возникающее по следующей причине.

При качения пневматика по полосе, покрытой слоем воды, жидкой грязи т а мокрого снега, перед колесом образуется вол­ на, з которой возникает сила гидродинамического давления

|(рис.7 .10).

Гидродина­ мическая подъемная

сипа

жидкости

I 2 J и « 8 Ю 20 30

Давление о пневматике ке/смг

Рис. 7,10

Составляющими этой силы являются гидродинамическая подъемная

- 249 -

сила и сила гидродинамического сопротивления* Смещение вперед вертикальной реакции земли приводят ж тому, что даже незатормо­ женное колесо прекращает вращаться. Когда гидродинамическое давление сравнивается с давлением в пневматике, колесо отжи­ мается от полосы и начинает скользить по слою воды - "глис­ сирует".Скорость, при которой в волне жидкости, перемещаемой колесом, создается гидродинамическая подъемная сила, способная

уравновесить вес

самолета,

называется с к о р о с т

ь и

а к ­

в а п л а н и р о в а н и я

( г л и с с и р о в а н и я ) .

Если давление в

пневматике

р

к% м &,

то эта скорость

равна

 

 

Vp

~

\l~ p ,

к %а.с

(7;Х5)

 

Расчеты к исследования

показали, что

при,^6 =10,5 Кг/ с и *-

и \

--Z1Q % C гидродинамическое

давление

перед колесом достига-

ет

19 кг/кв.см

и самолет полностью отрывается от

земли.

После

этого в процессе "глиссирования" возникает рысканье самолета и нарушается управление носовым колесом. Самолет легко становится во флюгерное положение по ветру. Наблюдается пол­ ная потеря эффективности торможения колес, а иногда торможе­ ние даже опасно (например, при сильном соковом ветре).

Заметим, что аквапланирование обнаруживается летчиком только по рысканью, нарушению управления носовым колесом и потере эффективности тормозов, что ошибочно может быть от­ несено за счет их неисправности.

Если

аквапланирование возникло при разбеге перед взлетом,

то сила

гидродинамического сопротивления сильно удлиняет

раз-

f w , а при некоторой толщине мокрого снега взлет вообще

ока­

зывается

невозможен из-за очень большой длины разбега.

 

При этом надо иметь в .виду, что нри разбеге по мокрому снегу возникает большой пикирующий момент, вызываемый сопротивлени­ ем шасси и ударами комьев снега по задним частям самолета снизу»

Выход самолета на более сухие участии ВПП сопровождается резким снижением пикирующего момента и может произойти удар самолета о ВПП хвостом,Поэтому ВПП, покрытая мокрым снегом, представляет гораздо большую опасность для самолета на посад-

- 2 5 0 -

кв и на взлете, чек покрытая водой.

На скорость аквапланирования оказывает влияние форма про­

тектора. Г л а д к и е

п р о т е к т о р ы

у с к о р я ю т

н а с т у п л е н и е

а к в а п л а н и р о в а н и я .

Наличие пазов на

протекторе позволяет увеличить допустимую

толщину водяного

слоя на ВПП, так как через

пазы вода уходит

с пути колеса. Если на самолете используются тележки о колеса­ ми тандем, то изношенные пневматики надо ставить сзади, а еще лучше их заменять.

Садиться на полосу, покрытую водой или мокрым онегом,надо ближе к ее началу на минимально допустимой скорости и как можно раньше использовать все средства торможения, кроме тормозов колес. Тормозить колеоа надо осторожно и на заранее определен­ ной окорооти.Нельзя допускать пониженных давлений в пневматиках.

Н а к л о н

п о л о с ы

влияет на длину пробега,

удли­

няя его

при пробеге

под уклон

и укорачивая

при пробеге

на

подъем.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

У г о л

 

а т а к и ,

как уже отмечалось, выдерживают

такой, чтобы достигалось максимальное

суммарное сопротивление

( <?+Р

) .

При пробеге с поднятым носовым колесом существен­

ную роль играет аэродинамическое торможение,

а при движении с

опущенным

носовым колесом ооновкую роль играет сила F .

 

§ 82. СПОСОБЫ УЛУЧШЕНИЯ ПОСАДОЧНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК

Для улучшения посадочных характеристик уменьшают Упас и

УсР на воздушном участке, увеличивают

fnp

и улучшают прохо­

димость самолета по грунту ( о последнем см.§ 85).

 

У М Е Н Ь Ш Е Н И Е

Vwc и

Vcp

на воздушном участке

достигается

теми же

средствами,

что и

\Jotp

м.§ 76).

Одна­

ко, использование закрылков и предкрылков наряду с увеличени­

ем

Су

повышает

и Сх

, что влечет не

только

уменьшение

УПос ,

но и увеличение ускорения пробега

J np

.Закрылки выпу­

скаются после четвертого разворота, как правило,

на

скорости

не

более

500600

км/час и на полный угол. Если

они не вы­

пущены,

необходимо

уходить на второй круг.

Ввиду известной

и характерной для каждого ТРД приемистости уход должен осу­ ществляться не позже, чек это предусмотрено инструкцией летчи­ ку.

 

Выпуск

закрылков

на максимальный угол ухудшает эффективность

торможения

колес при

пробеге,

так как снижается c m n N = Y -0 ,

Поэтому

после приземления закрылки целесообразно убирать. С

этой

же

целью на некоторых самолетах используются с п о й л е ­

р ы

и

 

р е ш е т ч а т ы е

т у р б у л и з а т о р ы ,

срывающие поток с крыла. Так, на самолете ИЛ -62 применены спой­ леры.

СДУВ ПОГРАНИЧНОГО СЛОЯ (СПС) с закрылков является

широко

распространенным

и эффективным средством

уменьшения

Vпос .

Так «например, на

самолете-истребителе СПС

уменьшает

её

на

15-20 %, а длину пробега - на 25-30 % Наряду с этим, при полете с включенной системой уменьшается скорость по траек­

тории, глиссада планирования более устойчива, обзор вперед улучшен. Это упрощает заход и расчет на посадку, особенно в сложных метеоусловиях, а также снижает нагрузку на шасси.

Однако летчик должен быть готов не допустить падения скоро­ сти ниже допустимых норм.

Решение об уходе на второй круг надо принимать па высоте, не меньше 50 м. Для ухода на второй круг летчик перемещает РУД в положение "МАКСЙМАЛ" и продолжает планировать до тех пор, пока скорость не возрастет до необходимого для набора высоты значения. После этого самолет плавно выводится из снижения и переводится в набор. Шасси убирают после того, ког­ да самолет перешел в устойчивый набор, а закрылки - на высо­ те не менее 150 м.

Ведутся поиски ш других способов уменьшения Унос «Так, например, сообщалось, что американские специалисты, применив вращающийся цилиндр, получили увеличение подъемной силы в два раза. При отклонении закрылка в процессе посадки на вер­ хнюю поверхность крыла выходит длинный быстро вращающийся

цшшндр (рис.7 .I I ) , который почти не увеличивает сопротивления, но значительно изменяет картину давления на крыле.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ