Понятие о перегрузках, действующих на самолет.

В полете на самолет действуют силы веса «G», полная аэродинамическая сила «R» и силы тяги СУ «Р».

(Сюда вставить рисунки 222- Вотякова, 6.6, 6.7- Кокунина и … ). Все силы, действующие на самолет, делятся на поверхностные (внешние) – приложенные к поверхности самолета и на массовые (объемные) – приложенные в центрах массы самолета. К поверхностным силам относятся полная аэродинамическая сила R и ее составляющие Q и У, также силы тяги СУ «Р», приложенные к поверхности самолета и массовые силы, к которым относятся Gсамолета и силы инерции, возникающие при ускорении (рис. 6.6. - Кокунина).

18) Перегрузка самолета – Это вектор, безразмерная величина которого показывает, во сколько раз геометрическая сумма поверхностных (внешних) сил, действующих на самолет больше Gсамол, а направление совпадает

с направлением ускорения.

Поверхностные (внешние) силы всегда уравновешены массовыми силами:

∑ Fпов. / G mg / ma g / a, где "a" - ускорение, или ∑ Fпов./ G. Как всякий вектор, перегрузка может быть разложена на составляющие силы.

В связанной системе координат имеет следующие составляющие перегрузки (рис. 6.7 - Кокунина):

 Нормальная перегрузка (вертикальная, перпендикулярна к вектору V и лежит в плоскости симметрии самолета) наибольшая перегрузка направленная по оси ОУ – n_у = ∑Fповерхн._у / G (в ГП их отношение равен единице):

Fповерхн._у = У = Gс; n_у = У / Gс = 1;  Продольная перегрузка (вперед по полету и параллельна вектору скорости, т.е. направлена по оси ОХ) – n_х = ∑ Fповерхн._х / G – определяется как разность тяги двигателя Р и Q самолета - разгон или замедление , она положительна, если Р > Q и наоборот. Наибольшая положительная перегрузка возникает при максимальных режимах двигателей, а наибольшая от-рицательная перегрузка будет при нулевой тяге двигателей, которые по величине не велики и в расчетах не учитывают;

 Поперечная перегрузка (боковая, перпендикулярна к первым двум и направлена по оси ОZ) – n_z = ∑Fповерхн._z / G - боковая (поперечная) сила возникает при полете самолета со скольжением и при отклонении РН, которые

по величине тоже не велики, поэтому ее в расчетах принимают равным нулю, где:

∑Fповерхн._х; ∑ Fповерхн._у; ∑ Fповерхн._z – сумма проекций поверхностных сил на соответствующие оси координат. При расчете самолета на прочность учитывается только нормальная составляющая перегрузки n_у, т.к. ее направление совпадает с направлением наименьшей прочности крыла, а величина значительно больше двух других соответствующих.

На летных углах атаки сумма проекций поверхностных сил на направление оси ОУ приблизительно равна подъемной силе самолета Ус. Поэтому перегрузкой можно считать отношение подъемной силы на данном угле атаки к весу самолета: n = Fповерхн._у / G = У / Gсамол. . Составим сумму проекций поверхностных сил на оси скоростной системы координат для ГП (см. рис. 5.1- Кокунина): Fповерхн._у = У ; Fповерхн._х = Р - Х = 0; Fповерхн._z = 0;

Как убедились, самолет в основном испытывает значительные перегрузки в направлении оси ОУ. Следовательно, векторная сумма поверхностных сил равна их проекции на ось ОУ и приблизительно равна подъемной силе самолета – поверхн. = Fповерхн._у = У а перегрузка равна отношению подъемной силы к весу самолета – У / Gс.

В ГП подъемная сила самолета на данном угле атаки равна весу самолета: У = Gс. Таким образом, в ГП перегрузка « » равна единице : n_у = 1. Причиной появления перегрузок в полете с ускорением являются инерционные силы, т.к. для их уравновешивания приходится увеличивать У и силу Р. Если У > Gсамол., то n_у > 1, если Р > Х , то n_х > 0. В некоторых случаях неустановившегося полета инерционные силы направлены в сторону, обратную действию силы Gсамол., тогда для их уравновешивания должно быть изменено направление Усамол. Это приводит к появлению отрицательных перегрузок или к состоянию невесомости.

18^а) Пределы допустимой перегрузки – Нормами прочности конструкции самолета установленная пределы допустимой перегрузки. Пример: Для самолета ЯК-40 при расчете на прочность принята максимальная эксплуатационная перегрузка для расчетного веса 13200 кгс, равная 3,7. Это значит, что в полете на самолете с указанным весом может быть допущено создание подъемной силы РВ, максимально-допустимую эксплуатационную перегрузку в 3,7 раза превышающей полетный Gсамолета, т.е. : 3,7. Из формулы видно, что увеличение полетного G самолета уменьшает допустимую эксплуатационную перегрузку, т.к. перегрузка обратно пропорциональна полетному G самолета.

18^б) Прочность самолета – это способность ее конструкции воспринимать, не разрушаясь, и без остаточной деформации, внешние перегрузки.

Виражи и развороты самолета.

(АД самолета ТУ-154, Т.И. Лигум).

19) В и р а ж – это полет самолета по криволинейной траектории в горизонтальной плоскости с постоянным креном, скорос-тью (углом атаки), радиусом и временем виража на 360 градусов, и часть которой применяется для изменения направления полета, а в практике различают виражи установившийся, неустановившийся, правильные и неправильные:

 Установившийся вираж – это разворот самолета в горизонтальной плоскости с постоянным креном, скоростью (углом атаки), радиусом и временем виража на 360 градусов без скольжения на крыло.

 Неустановившийся вираж – это разворот самолета в горизонтальной плоскости с изменением одного из параметров установившегося виража.

 Правильный вираж – это установившийся вираж в горизонтальной плоскости с постоянной высотой, постоянным радиусом, и постоянной скоростью без скольжения на крыло;

 Неправильный вираж – это полет самолета по криволинейной траектории с изменяемым радиусом или высотой.