4.4 Выбор максимальной эксплуатационной перегрузки при полете самолета в неспокойном воздухе

На первый взгляд кажется, что наиболее простым способом выбора эксплуатационной перегрузки для проверки самолета на прочность было бы принять в формуле 4.19

наибольшее возможное значение U_i и наибольшее K_max (градиентный участок имеет наименьшую длину) и сочетать такой наиболее опасный порыв с максимальной скоростью полета. Однако при таком способе определения перегрузки ее значение будет очень велико. Обеспечить такую прочность для тяжелого самолета не представляется возможным, так как при этом сильно ухудшаться его летно-технические характеристики.

Однако ориентировать прочность самолета на предельное значение скорости вертикальных порывов нет необходимости, так как экспериментально установлен факт наличия связи между скоростью полета и максимальной эффективной скоростью порывов. Такая связь была установлена статистическими методами на основе опыта эксплуатации большого числа самолетов с помощью перегрузочных приборов СП.

Однако обработка записей приборов СП дает не действительную индикаторную скорость порывов, а эффективную скорость. Поэтому при нормировании перегрузок используется обращенная формула (4.36).

(4.37)

Рассмотрим зависимость между V_i и U_di. На рис. 4.16 показаны статистические данные, полученные на ряде самолетов.

П о оси абсцисс отложено отношение V /V_max, где V_max - максимальная скорость горизонтального полета, а по оси ординат — эффективная скорость порыва w_эф = U_di . Пунктиром нанесены кривые U_di = 12 V_max /V и U_di = -12 V_max /V

Как видно из рисунка, пунктирные кривые (гиперболы) служат достаточно хорошими огибающими для экспериментальных точек.

Существование указанной зависимости связано со следующими причинами:

-

Рис. 4.16 Статистические данные о величинах эффективных порывов

летчик приспосабливает режим полета к атмосферным условиям. Вертикальные порывы большой интенсивности (U_di > 15 м/с) встречаются главным образом в мощных кучевых облаках и при полете вблизи склонов высоких гор, т. е. в условиях, которые могут быть оценены визуально. Поэтому летчик, если он не может избежать полета в таких условиях, успевает уменьшить скорость самолета;

- летчик редко использует максимальную скорость самолета, стараясь придерживаться рейсовой скорости, близкой к крейсерской. Поэтому время пребывания самолета на больших скоростях составляет незначительную долю его общего налета, и вероятность встретить за это время порывы очень значительной интенсивности чрезвычайно мала.

Первый фактор - приспособляемость летчика к атмосферным условиям на трассе - проявляется главным образом на скоростях полета порядка от 0.5 до 0.8 V_max , в то время как второй фактор - малая вероятность пребывания на данном режиме - играет основную роль для скоростей, больших 0.8 V_max .

На основании экспериментально установленной зависимости U_di = 12 V_max /V, легко найти максимальную эксплуатационную перегрузку по формуле (4.37). Задаваясь различными значениями V<V_max, получим значения , которые могут отличаться друг от друга только вследствие изменения , зависящего от числа М. Поэтому для самолетов, для которых V_max соответствует докризисному числу М, наибольшее значение получится при V = V_max и U_di = 12 м/с. Если число М, соответствующее V_max, превосходит критическое значение, то достигнет максимального значения при скорости V, для которой имеет максимальное значение.

из рис. 4.16 видно, что наибольшие по абсолютной величине отрицательные значения W_эф=U_di следует принять равными положительным. Подставив в правую часть (4.37) соответствующее отрицательное значение U_di , найдем минимальную эксплуатационную перегрузку при полете в неспокойном воздухе.

ВОПРОСЫ

1. Причины, вызывающие турбулентность атмосферы?

2. Что такое поток и порыв?

3. Как возникают конвективные вертикальные потоки?

4. Что вызывают струйные потоки воздуха?

5. Как возникает турбулентность при обтекании горных препятствий?

6. Какие параметры входят в выражение ?

7. Почему при расчетах обычно ограничиваются рассмотрением вертикальных порывов?

8. Опишите различие между резко ограниченным вертикальным порывом и порывом, имеющим градиентный участок.

9. Как определяются перегрузки, возникающие при встрече с порывом, имеющим градиентный участок?

10. Что такое коэффициент демпфирования порыва? Как он определяется?

11. Чем характеризуется поведение самолета при полете в болтанку?

12. Как влияют различные параметры на величину перегрузки при болтанке?

13. Какие рекомендации даются пилоту о его действиях при встрече с зоной болтанки?

14. Как определяется оптимальная скорость при полете в болтанку?

15. Как определить максимально допустимый вес самолета G_max при полете в болтанку?

16. Как следует загружать самолет перед полетом в болтанку?

17. В чем заключается методика расчета по АП 25?

18. Как измеряются перегрузки при полете самолета?

19. Что такое эффективная скорость порыва и как она определяется?

20. Что описывает формула и какие параметры входят в неё?

21. Как производится выбор максимальной эксплуатационной перегрузки при полете самолета в неспокойном воздухе?