Глава IV Дальность и продолжительность полета, методика их расчета

При решении гражданской авиацией народно-хозяйственных задач существует два вида ее деятельности: перевозка пассажиров и грузов на расстояние (полеты на максимальную дальность) и полеты для выполнения авиационных и поисково-спасательных работ (полеты с максимальной продолжительностью). В чем же различие этих двух видов полетов?

4.1. Продолжительность полета - время полета до полной выработки топлива. Расчет продолжительности полета складывается из: времени работы двигателей на земле (запуска, выруливание, заруливание), времени взлета и набора заданной высоты, времени горизонтального полета, снижения, захода на посадку и посадки.

Т =Т_земл.+Т_набора+Т_г.п.+Т_сниж+Т_зах.

Основным показателем, по которому определяется продолжительность полета, является часовой расход топлива С_h (кг/час), - количество топлива израсходованного за час полета на заданной высоте при заданной постоянной скорости. Продолжительность полета может быть оценена по формуле:

Т = G_{т гп} / С_h

Существует прямая взаимосвязь между часовым и километровым расходами топлива С_k= С_h /3,6 V

Через удельный расход, тягу, вес и аэродинамическое качество величина удельного расхода для самолетов с ТРД может быть выражена как

С_h= C _уд Р = C _уд G / К

С увеличением высоты полета происходит уменьшение минимального часового расхода топлива.

Скорость максимальной продолжительности для самолетов с ТРД соответствует минимальному значению потребной тяги Р_п = Р_{п min}, что в свою очередь немногим отличается от режима наивыгоднейшей скорости горизонтального полета.

4.2. Дальность полета это – расстояние, которое может пролететь самолет по горизонтали в данном направлении до полной выработки топлива.

Кроме этого, еще существует понятие техническая дальность полета - расстояние, которое может пролететь самолет по горизонтали в данном направлении до полной выработки топлива, при условии, что траектория полета лежит в одной и той же вертикальной плоскости. ( Рис.39)

Рис.39

Дальность полета слагается из расстояний пройденных самолетом при наборе высоты, горизонтальном полете и снижении.

L = L н.в +L г.п +L сн

Длина участков Lн. в и Lсн зависит от высоты участка горизонтального полета.

Дальность горизонтального полета зависит от запаса топлива, которое отводится на его выполнение. Показателем для оценки дальности полета, является километровый расход топлива С_к – количество топлива которое необходимо сжечь в двигателе для того чтобы ВС пролетело расстояние равное 1км. Зная километровый расход можно определить протяженность участка горизонтального полета. Где: G_{т гп}- запас топлива на борту ВС.

L гп = G_{т гп} / С_к

Километровый расход имеет минимальное значение при более высокой скорости, которая называется скоростью наибольшей дальности.

Если с увеличением высоты полета происходит уменьшение минимального часового расхода, то километровый расход уменьшается еще в большей степени.

Так как с изменением высоты и скорости полета, изменяется величина силы лобового сопротивления, а следовательно, изменяется потребная тяга двигателя, то для определения количества топлива необходимого для создания 1кг тяги двигателя, при работе его в течение заданного времени на постоянном заданном режиме, вводится понятие удельного расхода топлива и его коэффициент С_уд. (кг_топл./кг_тяги час)

Удельный расход топлива - это отношение часового расхода топлива к тяге двигателя.

С_уд.= G_т/Р

Максимальная дальность полета самолетов с ТРД может быть достигнута при условии, что отношение P/V имеет минимальное значение, а это соответствует крейсерской скорости полета.

Максимальная дальность полета, при одинаковом количестве топлива, достигается самолетом при выполнении им полета по профилю “полета по потолкам”.

При этом дальность горизонтального участка при полете по потолкам равна:

L= ( 3,6VK/cуд) lg( 1/(1- Gтгор/G)

Где:- cуд – удельный расход топлива на высоте полета,

Gт_гор– вес израсходованного количества топлива на участке горизонтального полета.

Продолжительность полета на участке горизонтального полета при полете по потолкам составляет

Т_гп=2,3(G/c_h)ср lg (1/1-(Gт/Gнач)

Дальность и продолжительность небольших участков может быть определена как:

ΔL = ΔGт /c_к ср ΔТ= ΔGт /c_h

( Для любознательных)

При выполнении полетов на предельную дальность или для установления рекордов полета на максимальную дальность используют топливо с большей массовой плотностью, что при постоянном объеме топливных баков самолета позволит принять на борт большее количество топлива.