5. Набор высоты и снижение самолета da 40ng

5.1. Общие сведения о наборе высоты

Набор высоты осуществляется от высоты круга до высоты заданного эшелона полета по маршруту, а также при начальном наборе высоты взлета: от высоты 15м (50 ft) до высоты круга (H = 400 м). Схема сил, действующих на самолет при наборе высоты, изображена на рис. 5.1.

Рис. 5.1. Схема сил в наборе высоты самолета

В соответствии с данной схемой сила тяжести самолета раскладывается на две составляющие: G₁ = G cos _наб и G₂ = G sin _наб, где _наб – угол набора высоты (угол между вектором скорости и горизонтальной плоскостью).

Для установившегося набора высоты уравнения движения самолета запишутся в виде:

– при выполнении полета с постоянным углом набора:

Y_а = G₁ = G cos _наб;

– при выполнении набора высоты с постоянной скоростью:

P = X_а + G₂ = X_а + G sin _наб.

Скорость набора высоты определяется по формуле

.

Так как углы набора составляют не более 5–10, то сos _наб  примерно равен 1, и, следовательно, V_наб ~ V_ГП.

Из равенства определяем, что тяга P_ГП уравновешивает силу лобового сопротивления, а P – составляющую силы веса G₂, т. е. , откуда угол набора высоты .

Максимальный угол набора соответствует полету на экономической скорости, так как здесь максимальный избыток тяги (рис. 5.2).

Рис. 5.2. Поляра вертикальных скоростей для набора высоты

Вертикальная скорость набора определяется по формуле

Максимальная вертикальная скорость набора может быть получена при наборе высоты на скорости, на которой произведение (ΔΡV)_max максимальное (рис. 5.3).

Для DA 40NG теоретический потолок самолета равен 6500 м, а практический – 6200 м.

Рис. 5.3. Кривая скороподъемности самолета

Мощность, потребная при наборе высоты, определяется по формуле N_наб = N_гп + N.

Учитывая, что а получим .

Из этого выражения определяется вертикальная скорость набора высоты

5.2. Влияние эксплуатационных факторов на характеристики набора высоты

Зависимость _наб и V_y от угла атаки. Максимальный угол набора высоты имеет место на _эк. При увеличении угла атаки от _эк, а также при его уменьшении избыток тяги и угол набора высоты уменьшаются.

Зависимость _наб и V_y от полетной массы самолета. При уменьшении массы самолета потребные тяга и мощность для горизонтального полета уменьшаются, а избытки тяги и мощности увеличиваются. Следовательно, самолет, имеющий меньшую полетную массу, при том же угле атаки имеет большую вертикальную скорость и угол набора высоты (рис. 5.4).

Рис. 5.4. Влияние массы самолета на поляру вертикальных скоростей для набора

Зависимость _наб и V_y от высоты. С поднятием на высоту при любом угле атаки избытки мощности и тяги уменьшаются, вследствие чего вертикальная скорость и угол набора также уменьшаются. Но в процессе набора высоты полетная масса самолета уменьшается вследствие выработки топлива. Благодаря этому несколько задерживается уменьшение избытка тяги и угла набора с поднятием на высоту.

Влияние температуры наружного воздуха. При изменении температуры наружного воздуха изменяется плотность воздуха, а следовательно, располагаемая тяга и мощность двигателя: с увеличением температуры они понижаются, а с понижением температуры растут. Это приводит к уменьшению угла набора высоты и вертикальной скорости с ростом температуры и их увеличению с уменьшением температуры.

Влияние режима работы двигателя. Изменение режима работы двигателя вызывает изменение избытков тяги и мощности, а следовательно, угла наклона траектории и вертикальной скорости (рис. 5.5).

Влияние ветра. Самолет движется относительно земли с путевой скоростью

V_пут = V cos_наб  W.

В результате при попутном ветре путевая скорость увеличивается, а при встречном – уменьшается. При встречном ветре угол набора увеличивается, а при попутном – уменьшается. Вертикальная скорость практически не меняется (рис. 5.6).

Рис. 5.5. Влияние режима двигателя на поляру вертикальных скоростей набора

Рис. 5.6. Влияние ветра на характеристики набора высоты

Зависимость _наб и V_y от вида шасси. Величины вертикальной скорости и угла набора высоты самолета зависят также и от вида шасси (рис. 5.7). Если шасси без обтекателей (версия «Тундра»), то аэродинамическое качество самолета уменьшается на 0,3–0,5, потребная тяга и мощность для горизонтального полета увеличиваются, избыток тяги и мощности уменьшаются, а следовательно, угол набора и вертикальная скорость уменьшаются. Неубираемое шасси на самолете DA 40NG дает уменьшение вертикальной скорости примерно на 0,6 м/с.

Рис. 5.7. Влияние вида шасси на поляру набора высоты: 1 – шасси без обтекателей; 2 – шасси с обтекателями.