Лабораторна робота 7

Дослідження методики обрахунку палива на політ

Мета роботи

Навчитися виконувати необхідні обрахунки палива на політ для конкретного типу літака.

Домашнє завдання

Перед початком лабораторної роботи вивчити послідовність розрахунку палива за підручником “Повітряна навігація”, [15] (розд. 3, ч. 10), КЛЕ АН-24(26) та НВП ЦА-85, п.5.14, Наказ Державіаслужби від 28.04.2005 № 295.

Стислі теоретичні відомості

Режими горизонтального польоту. Для всіх ПК установлено певні крейсерські режими горизонтального польоту. Вони охоплюють весь діапазон швидкостей від мінімальної до максимальної. У навігаційному розумінні режими горизонтального польотові відіграють винятково важливу роль, тому що кожний з них забезпечує певну тривалість і дальність польоту. Кожному режимові відповідають істинна повітряна швидкість польоту і витрата палива за годину. Вибираючи режим польоту на літаках із газотурбінними двигунами, крім навігаційних факторів, варто враховувати також економічні показники рейсу. Екіпажі ПК і диспетчери служби руху зобов'язані вживати заходів для забезпечення і виконання польоту на найвигідніших висотах і швидкостях польоту.

Крейсерські режими горизонтального польоту наведено в таблицях, поміщених у Керівництві льотної експлуатації (КЛЄ) кожного типу ПК. У таблицях наведено швидкості для основних режимів польоту і зазначено годинні витрати палива для горизонтального польоту на різних висотах з різною польотною масою ПК.

Режим найбільшої тривалості польоту. Годинна витрата палива в цьому випадку мінімальна, швидкість найменша з крейсерських. Цей режим рекомендують для польотів у зоні очікування і для відновленні орієнтування.

Режим найбільшої дальності польоту. Його використовують для маршрутних польотів з обмеженим запасом палива на ПК і для польотів за розкладом з побіжним вітром. На цьому режимі кілометрова витрата палива найменша.

Режим найбільшої крейсерської потужності. Його рекомендують для польотів за розкладом при зустрічному вітрі та у штиль.

Номінальний режим роботи двигунів. Його використовують при наборі висоти і в особливих випадках польоту (обледеніння, відмовлення одного з двигунів, високі температури зовнішнього повітря, обхід грози).

На тепер немає чітких правил надання такої інформації. Форми надання інформації різними фірмами-виробниками літаків, а також і для різних типів літаків суттєво розрізняються. Для полегшення розрахунків виробники часто надають спеціальні інструкції з виконання розрахунків та прикладні розрахункові електронні програми.

Екіпаж визначає кількість палива на рейс, аеронавігаційний запас, витрату палива за етапами польоту, час і відстань набору висоти, ешелону і зниження, повітряну швидкість у крейсерському режимі і польоту за числом М для відповідного режиму й ін.

Передпольотний розрахунок елементів польоту. Під час передпольотної штурманської підготовки визначають кути зносу, магнітні курси, шляхові швидкості і час польоту для кожної ділянки маршруту, загальну тривалість польоту, режим роботи двигунів і необхідний запас палива, рубіж повернення на аеродром вильоту, нижній безпечний ешелон і безпечні висоти, елементи зльоту.

Навігаційні дані на ділянках набору висоти і зниження розраховують за середньою істинною повітряною швидкістю залежно від довжини цих ділянок. Середню істинну повітряну швидкість визначають за таблицями набору висоти і зниження. При цьому на ділянці зниження варто враховувати встановлені обмеження швидкостей.

Розрахунок палива для заправляння. Правильний розрахунок є однією з умов, що забезпечують безпеку й економічність польотів. Для всіх ПК необхідний запас палива розраховують таким чином, щоб його вистачило для польоту від аеродрому вильоту до аеродрому призначення, потім для польоту з висоти прийняття рішення (ВПР) аеродрому призначення до запасного аеродрому і на політ протягом 30 хв на висоті кола.

Загальна кількість палива, необхідна для заправлення ПК перед польотом,

Q_заг = Q_пол + Q_анз + Q_зем + Q_нз.,

Кількість палива, необхідну для польоту по заданому маршруту Q_ПОЛ, визначають за спеціальними графіками і таблицями, розміщених у КЛЕ для кожного типу ПК. При складанні графіка враховують витрату палива, потрібну на злітання, відходу від аеродрому, набору висоти, горизонтального польоту за маршрутом, зниження і заходу на посадку до моменту приземлення. Витрату палива в горизонтальному польоті прийнято для режиму найбільшої крейсерської потужності:

Q_пол = Q_наб + Q_еш,,

де Q_наб – необхідна кількість палива для набору заданого ешелону;

Q_еш - необхідна кількість палива при польоті на заданому ешелоні;

Q_наб = t_наб q_наб,; Q_еш = t_еш · q_еш,. t_еш знаходять за формулою

t_еш = S_еш/W;

де S_еш = S_заг - S_наб;

W = V_еш + (± U_е);

U_е = U_СР cos КВ_е;

КВ_е = МШК_сер - δ_н.сер.

Аеронавігаційний запас палива Q_анз – резерв палива понад розрахункову кількість для польоту від аеродрому вильоту до аеродрому призначення. Аеронавігаційний запас палива потрібен на випадок зміни плану польоту через посилення зустрічного вітру, відхилення від затвердженого маршруту, змушений відхід ПК на запасний аеродром й інші обставини:

Q_анз = Q_за + Q_кр,

де Q_за - кількість палива, необхідна для польоту за ВПР аеродрому призначення або з рубежу відходу (на ешелоні) до запасного аеродрому (ДПРМ, траверзи ДПРМ), обумовлена за витратою палива згідно з КЛЕ ПК даного типу; Q_кр - кількість палива для польоту на висоті кола.

У разі прийняття рішення на виліт без використання запасного аеродрому аеронавігаційний запас палива розраховують так, щоб забезпечити політ ПК після прилітання DH/DA (MDH/MDA) аеродрому призначення на швидкості очікування на висоті 450 м (1500 футів) відносно рівня аеродрому протягом 60 хв для літаків з газотурбінними двигунами, 45 хв для літаків з поршневими двигунами, 30 хв для вертольотів.

Для польоту на ізольований аеродром аеронавігаційний запас палива розраховують так, щоб забезпечити виконання польоту на крейсерській швидкості та на крейсерському ешелоні (висоті) протягом 120 хв для літаків з газотурбінними двигунами, 45 хв плюс 15% від часу польоту за запланованим маршрутом, але не більше 120 хв для літаків з поршневими двигунами та вертольотів.

Аеронавігаційний запас палива не може бути меншим від зазначеного в КЛЕ даного типу ПК. Кінцеве рішення щодо кількості аеронавігаційного запасу палива приймає командир ПК залежно від аеронавігаційної, метеорологічної обстановки за маршрутом польоту, аеродрому призначення та запасних аеродромів, а також відстані до аеродрому призначення та запасних аеродромів.

Витрата палива двигунами на землі (Q_зем) під час запуску, прогрівання і рулювання визначають за типами літаків за хвилинною витратою згідно з КЛЕ. Невироблений залишок Q_нз палива в баках для кожного типу ПК зазначений в КЛЕ.

Розрахунок рубежу відходу (повернення) на аеродром вильоту. Розрахунок виконують у тих випадках, коли запасним аеродромом обрано аеродром вильоту, політ до якого не забезпечується з ВПР аеродрому призначення.

Рубежем відходу (повернення) називається рубіж, розрахований так, щоб у випадку відходу з нього на запасний аеродром кількості палива до моменту прильоту на запасний аеродром (ДПРМ, траверз ДПРМ) вистачило не менше ніж на 30 хв польоту на висоті кола.

Рубіж відходу (повернення) на аеродром вильоту

S_рп = ((S_шт – S_р)/2) К,

де S_рп – допустима дальність польоту до рубежу відходу;

S_шт – штильова дальність польоту, визначена за розрахованим запасом палива; S_р - довжина шляху за час розвороту на зворотний курс; К – коефіцієнт, що враховує вплив вітру: К = 1 – (U_е/V_еш)²; U_е – швидкість еквівалентного вітру на висоті польоту; V_еш – істинна повітряна швидкість.

Розрахований запас палива, який можна брати для розрахунку дальності рубежу відходу,

Q_роз = Q_заг – Q_кр – Q_зл – Q_зем – Q_нз.

Отриману кількість розрахованого палива використовують для визначення S_шт за формулою:

S_шт = V_еш t_роз ,

де t_роз = Q_роз/q_сер,– розрахунковий час польоту.

Довжина шляху за час розвороту на зворотний курс визначають за НЛ-10 (рис.7.1,7.2) та за формулами:

S₁₈₀ = V_еш t₁₈₀,;

t₁₈₀°= πR/ V_еш,, де R = V_еш²/gtg β, β = 15°

R

β

180^°

360^°

4

4

1^а

t₃₆₀

V:100

R

4

5

4

4

1

V:100

6

t₁₈₀

t₃₆₀

2

R,_кмм

Рис. 7.1. Визначення радіусу розвороту

Рис.7.2. Визначення часу розвороту

Необхідна кількість палива на рубежі відходу(повернення) на випадок змушеного відходу на аеродром вильоту:

Q_рп = Q_кр + Q_ух + Q₁₈₀ + Q_нз,,

де Q_кр – кількість палива, необхідна не менше ніж на 30 хв польоту на висоті кола після прильоту на аеродром вильоту;

Q_ух – кількість палива для польоту від рубежу відходу до аеродрому вильоту; Q₁₈₀ – кількість палива для розвороту на зворотний курс; Q_нз – залишок палива, що не випрацьовується.

Кількість палива для польоту від рубежу відходу до аеродрому вильоту:

Q_відх = {Sр.у /(V_еш ± U_е)} q_сер,

q_сер – середня годинна витрата палива, кг/год.

Основним елементом, що визначає надійність відходу, є не дальність, а кількість палива. Дальність рубежу відходу використовують тільки для орієнтування екіпажу і диспетчера ОПР про район, з якого можливий змушений відхід на аеродром вильоту. При зміні вітру, режиму польоту, подовження шляху фактичний залишок палива може досягти розрахункового залишку до виходу на рубіж. Розрахунковий залишок палива є мінімально гарантійним, і тому починати відхід на аеродром вильоту можна за рішенням командира за більшого залишку палива.

Розраховану дальність рубежу відходу екіпаж зобов'язаний уточнювати в польоті за фактичною швидкістю еквівалентного вітру, оскільки у випадку неточного прогнозування вітру на висоті польоту можливі відхилення фактичного рубежу відходу від розрахункового. Крім того, необхідно також враховувати фактичну годинну витрату палива, що залежить не тільки від режиму польоту, але й від регулювання двигунів.

У ході польоту екіпаж зобов'язаний інформувати диспетчера у районі відповідальності якого цей рубіж знаходиться, про розрахунковий час пролітання рубежу відходу на запасний аеродром. До пролітання рубежу екіпаж зобов'язаний також інформувати диспетчера про прийняте рішення на продовження польоту до аеродрому призначення, про відхід на запасний аеродром, обраний у польоті, або про повернення на аеродром вильоту.

Продовжувати політ до аеродрому призначення при прольоті рубежу відходу на запасний аеродром дозволяється, якщо фактична погода на аеродромі призначення в момент прольоту рубежу відходу і прогнозована погода по нижній межі градацій до моменту прильоту на аеродром призначення не нижчі від установленого мінімуму. Для підвищення надійності повернення зворотний політ рекомендується виконувати на більшій висоті, якщо тільки на ній немає різкого збільшення зустрічної складової вітру.

ЗАПИТАННЯ ДЛЯ САМОПЕРЕВІРКИ

1. Назвіть основні режими горизонтального польоту.

2. Що таке крейсерський режим польоту?

3. Для чого використовують номінальний режим роботи двигунів та в чому його відмінність від режиму найбільшої крейсерської потужності ?

4. З яких частин палива складається загальне заправлення літака?

5. Який режим використовують для розрахунку горизонтального польоту?

6. Що таке аеронавігаційний запас палива та хто або що його визначає?

7. Як впливає температура на дальність польоту?

8. Що таке рубіж повернення? Як його визначають?

9. Які дані для розрахунку дальності та тривалості польоту беруть з КЛЕ ПК?

Таблиця 7.1