4.2. Основные взлетные характеристики самолета

Взлет самолета характеризуется скоростью отрыва, длиной разбега и длиной взлетной дистанции.

При разбеге на самолет действуют подъемная сила (Y_а), сила лобового сопротивления (X_а), сила тяжести самолета (G), сила тяги силовой установки (P), сила реакции ВПП (N = G – Y_а) и сила трения (F_тр) (рис. 4.2).

Рис. 4.2. Схема сил, действующих на самолет на разбеге

Сила трения определяется величиной силы реакции ВПП и коэффициентом трения (f): F_тр= f (G – Y_а). Величина коэффициента трения зависит от состояния ВПП (см. таблица).

Примерные значения коэффициента трения качения

Поверхность	Коэффициент трения качения	Поверхность	Коэффициент трения качения
Бетонированная полоса	0,03–0,04	Сырой вязкий грунт	0,25–0,35
Твердый травяной грунт	0,05–0,06	Ледяная полоса	0,03–0,05
Мягкий травяной грунт	0,07–0,08	Укатанный снег	0,08–0,15
Мягкий песчаный грунт	0,12–0,30	Рыхлый мокрый снег	0,30

В процессе увеличения скорости на разбеге величина сил, действующих на самолет, изменяется следующим образом:

– подъемная сила и сила лобового сопротивления увеличиваются;

– сила трения колес уменьшается;

– сила тяги силовой установки уменьшается, вследствие чего уменьшается избыток силы тяги: P = P – (X + F_тр) (см. рис. 4.2).

Скорость отрыва определяется по формуле

.

Как видно, скорость отрыва самолета зависит от взлетной массы самолета, плотности воздуха (высоты и температуры аэродрома взлета) и коэффициента подъемной силы с учетом обдувки крыла винтом.

При увеличении температуры или уменьшении атмосферного давления плотность воздуха уменьшается, и воздушная (истинная) скорость отрыва увеличивается. Отрыв самолета на одном и том же угле атаки с заданной взлетной массой происходит на одной и той же приборной скорости, так как стандартная плотность  остается величиной постоянной.

Длиной разбега называется расстояние от начала движения самолета до момента отрыва:

Из формулы видно, что длина разбега определяется скоростью отрыва и средним ускорением самолета , при большей скорости отрыва и меньшем ускорении длина разбега будет больше.

4.3. Факторы, влияющие на скорость отрыва и длину разбега

Влияние различных эксплуатационных факторов на величину разбега можно установить при анализе взлетных характеристик DA 40NG по номограммам РЛЭ.

Взлетная масса самолета. При увеличении взлетной массы длина разбега увеличивается:

– во-первых, при взлете с большей массой увеличивается скорость отрыва;

– во-вторых, уменьшается ускорение самолета.

Ветер. При взлете со встречным ветром величина путевой скорости отрыва снижается на величину скорости ветра, вследствие чего уменьшается длина разбега и наоборот.

Наклон ВПП. При взлете с ВПП, имеющей угол наклона, сила веса самолета раскладывается на две составляющие. Одна из них равна G·sin_н и направлена параллельно плоскости ВПП. Если самолет взлетает под уклон, то к силе тяги силовой установки добавляется эта составляющая силы веса, самолет приобретает большее ускорение и имеет меньшую длину разбега и наоборот. Наличие восходящего уклона величиной 2 % (2 м на 100 м или 2 фута на 100 футов) ведет к увеличению дистанции взлета приблизительно на 10 %.

Угол атаки самолета. Угол атаки при отрыве должен быть 8–9°. Если отрыв самолета производится при меньшем угле атаки самолета, то коэффициент будет меньшим, а скорость отрыва и длина разбега возрастают.

Плотность воздуха. При меньшей плотности воздуха (высокая температура, низкое давление, высокогорный аэродром) длина разбега больше. Это объясняется следующим:

– во-первых, при отрыве самолета на одном и том же угле атаки при меньшей плотности воздуха истинная скорость отрыва будет больше (приборная скорость не меняется);

– во-вторых, самолет имеет меньшее ускорение вследствие уменьшения избытка тяги, вызванного уменьшением располагаемой тяги силовой установки.

Расчеты показывают, что увеличение температуры выше стандартной на +10 С увеличивает длину разбега самолета примерно на 30 м, а взлетную дистанцию – на 90 м. Повышение высоты аэродрома при неизменной температуре на 100 м увеличивает длину разбега примерно на 15 м.

Состояние ВПП. На длину разбега оказывает влияние состояние грунта: чем он мягче, тем больше деформируется под колесами самолета, что ведет к увеличению коэффициента трения качения.

Взлет с ВПП при пониженном коэффициенте сцепления. Если при взлете с мокрой и скользкой ВПП удержать самолет на тормозах на взлетной тяге невозможно, рекомендуется на режиме двигателя малого газа или промежуточном режиме в процессе разбега довести мощность двигателя до взлетного режима (2300 об/мин). Режим следует увеличивать синхронно для предотвращения разворота самолета.

Необходимо помнить, что выдержать направление в начале разбега трудно, так как руль направления ввиду малой скорости неэффективен, также как и подтормаживание основного колеса. В процессе разбега надо своевременно устранять уклонение самолета от оси ВПП, скорость V_R и V_отр выдерживать расчетными. При этом длина разбега увеличивается примерно на 5–15 %.