2.6.4. Особенности продольной балансировки при взлете и посадке

При взлете и посадке производится выпуск закрылков, уборка и выпуск шасси, тормозных щитков и др. управляемых поверхностей (механизации), облегчающих пилотирование на этих режимах. Кроме этого, в непосредственной близости земли происходит существенное изменение аэродинамических сил из-за «экранного» эффекта. Это приводит к тому, что при взлете и посадке приходится уточнять зависимость коэффициента момента тангажа при полете ВС вблизи земли с отклоненной механизацией (закрылков, щитков, предкрылков)

, (2.53)

где - коэффициент момента тангажа при , равный

- прирост за счет выпущенного шасси; - дополнительные скосы потока у ГО за счет выпущенных закрылков и механизации с учетом экранного эффекта; - прирост коэффициента подъемной силы, обусловленный экранным эффектом земли; существенен, когда расстояние фокуса ВС до земли (h) меньше полуразмаха крыла (h/l)<0.5. В этом случае подъемная сила увеличивается на ≈20% и более; - относительная координата положения фокуса по углу отклонения механизации, отсчитанная от носка САХ крыла в направлении отрицательной полуоси ОХ; на режиме посадке величина - берутся для посадочной, а на режиме взлета – взлетной конфигурации. При расчете коэффициента надо иметь в виду, что при взлете используется максимальный режим работы двигателей, а при посадке – режим «малого газа».

Различные зависимости для балансировочных параметров нетрудно получить из условия равенства нулю выражения (2.53). Следует выделить особо случай при разбеге ВС по полосе в момент подъема переднего колеса шасси. При этом на задние колеса действует при пробеге силы трения о полосу аэродрома, создающие дополнительный пикирующий момент (в момент, когда переднее колесо шасси оторвалось от полосы) и требуется дополнительно отклонять руль высоты, чтобы его сбалансировать. Поэтому балансировка ВС при подъеме переднего колеса может оказаться расчетным случаем для определения предельной передней центровки.

2.6.5. Диапазон допустимых центровок и требования к выбору параметров горизонтального оперения

На этапе предварительного проектирования ВС определяют допустимый диапазон возможных изменений положения центра тяжести в зависимости от допустимых условий устойчивости и управляемости. Рассмотрим вывод основных расчетных соотношений для этой цели. Из формулы для (2.26) видно, что при изменении положения , значение может быть равно нулю, ВС при этом становится нейтральным по перегрузке. Такую «центровку» называют нейтральной, а ее величина определяется по формуле

. (2.54)

Здесь вторая составляющая справа обычно изменяется в пределах 0,5÷2% САХ и таким образом нейтральная центровка расположена на небольшом расстоянии за фокусом по углу атаки ВС.

Для обеспечения требуемого минимального запаса устойчивости следует отступить от нейтральной центровки вперед на величину . Из этого условия определяется допустимая задняя центровка

(2.55)

Положение меняется по режимам полета и обычно предельно смещена вперед на малых скоростях. Из всех возможных положений и следовательно выбираются такие, для которых условия устойчивости будут гарантированными для любого наихудшего режима полета. Такое положение называется предельно задней центровкой.

Предельно переднюю центровку определяют из условия балансировки ВС при посадке (или разбеге в момент отрыва переднего колеса шасси на взлете) когда производится предельное отклонение руля высоты и посадочное положение стабилизатора .

При прямолинейном полете (возможно при взлете и посадке с предельным отклонением стабилизатора и рулей высоты и при требуемом угле атаки) при из (2.24) с учетом (2.11), (2.12), а также зависимости , принимая , получаем

. (2.56)

Здесь - требуемое значение при движении по прямолинейной траектории.

Другим условием для выбора является режим захода на посадку с выпущенной механизацией с учетом экранных эффектов земли

(2.57)

Аналогичный расчет производится для момента отрыва переднего колеса при взлете. Среди всех возможных условий определения выбирается наихудший, чтобы определить гарантированное его значение , которое называют предельно передней центровкой.

Требования к выбору параметров горизонтального оперения определяются исходя из приемлемых характеристик статической устойчивости и управляемости во всей эксплуатационной области режимов полета (V, H), различных вариантах загрузки ВС, т.е. чтобы

- (2.58)

где - максимальный эксплуатационный диапазон центровок, а значения и - предельно заднее и предельно переднее определяются для наихудших (гарантированных) возможных вариантов полета.

С ростом , увеличивается а также фокус и смещаются назад. Одновременно, при неизменной растет эффективность руля высоты и сдвигается вперед (см. рис. 19).

На графике можно отложить и найти минимальное потребное и следовательно потребные для выполнения условий устойчивости и управляемости.

АП-25. 25.146(Д) Запас эффективности продольного управления при подъеме носового колеса и отрыве ВС, а также при посадке в том числе в момент касания , должны быть не менее 10%.