3 Описание обобщенной модели летательного аппарата
Структурная схема модели движения летательного аппарата по ВПП представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 – Структурная схема движения летательного аппарата по ВПП
Рисунок 3.2 – Блок-схема модели основного шасси
На рисунках 3.1, 3.2 приняты следующие обозначения:
– сила
лобового сопротивления, Н;
– угловые скорости тормозных колес,
рад/с;
–
тормозные моменты колес,
;
V– скорость движения самолета, м/с;
– тормозное воздействие всех колес, Н;
s
– значения скольжения колес;
–
вертикальные нагрузки, Н;
–
сила ветра. Н;
– сила авиадвигателя, Н;
–
сумма всех сил,
действующих на самолет, Н;
– силы
сцепления колес, Н;
–
моменты сцепления колес,
;
Рассмотрим каждый блок более подробно.
3.1 Аэродинамические характеристики летательного аппарата
Несущие поверхности самолета (крылья, горизонтальное оперение, фюзеляж) предназначены для создания аэродинамической подъемной силы при его поступательном движении.
Самолеты отличаются своей аэродинамической компоновкой (утка, бесхвостка, летающее крыло). Крылья самолета различаются профилями, формой, конструкцией.
Аэродинамические характеристики – данные, характеризующие силовое взаимодействие самолета с воздухом и режим его обтекания в конкретных условиях движения.
Важнейшими для описания динамики движения летательного аппарата являются следующие аэродинамические характеристики: сила лобового сопротивления и подъемная сила [10].
Рассмотрим эти силы подробнее:
Сила лобового сопротивления определяется следующим
соотношением [2]
где
–
коэффициент лобового сопротивления,
который определяется,
конструктивными особенностями конкретного объекта;
– площадь
крыльев,
;
–
плотность
воздуха, кг/
;
– скорость
движения самолета, м/с.
Подъемная сила определяется следующим соотношением [2]
где
– коэффициент подъемной силы.
Коэффициенты подъемной силы, а так же лобового сопротивления не являются постоянными величинами и зависят от угла атаки, выпускания закрылок и предкрылок, тормозных щитков, а так же стоек шасси (рис.3.3) [5].
Рисунок 3.3 – Зависимость коэффициента подъемной силы от угла атаки при различных углах выпуска закрылок самолета Ту-134
Подъемна сила и сила аэродинамического сопротивления существенно влияют на послепосадочный пробег. Например, после приземления самолет
Ил-86 опускается на переднюю опору, выпускаются спойлеры и щитки, включается реверс тяги двигателей; коэффициент подъемной силы самолета изменяется с =1.5-1.6 до =0.3-0.4, а коэффициент увеличивается. Снижение уменьшает подъемную силу, увеличивается давление колес на ВПП, значительно увеличивается сила трения и эффективно (без юза) используются тормоза. Увеличение и силы лобового сопротивления вызывает уменьшение длины послепосадочного пробега [9].
Функциональную схему блока лобового сопротивления можно изобразить следующим образом:
Рисунок 3.4 – Функциональная схема блока лобового сопротивления
На входе блока скорость летательного аппарата, на выходе сила лобового сопротивления. Аналогичным образом выглядит модель блока формирования подъемной силы.