книги из ГПНТБ / Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник

вается нормальными реакциями земли N = N0 + NN. В соответствии с этим уравнения движения самолета имеют вид:

ручки на себя поднимает переднее колесо до положения, соответ­

колесах, имея взлетный угол атаки. Тангенциальной Fn и нормаль­

тяги Ра. Горизонтальную составляющую тяги можно считать не­

420

Важнейшими характеристиками взлета являются продолжи­ тельность tp и особенно длина L p разбега. Их можно определить численным интегрированием уравнений движения, если известны зависимости тяги и угла атаки от скорости и коэффициент f тре­ ния колес.

Для анализа основных зависимостей и учета влияния эксплуа­ тационных факторов на величины tv и L v обычно вводится среднее ускорение на разбеге / ж с р . Тогда время и длину разбега можно определить по формулам равноускоренного движения:

Ускорение на разбеге определяется из уравнения (14.2):

пониженная твердость), коэффициент <р0р возрастает и на аэродро­ мах с плохо укатанным песчаным или сырым грунтом может до­

В технической документации самолетов приводятся их взлетные характеристики в эталонных условиях. Как правило, эталонными считаются условия взлета при нормальном взлетном весе, с тор­ мозов, с бетонной ВПП, при стандартных атмосферных условиях на уровне моря. Чтобы пересчитать эталонную длину разбега на

421

фактические условия взлета, удобно записать L p 3 T в форме (14.7),

но пренебречь. Поскольку тяга ТРД при неизменном числе оборо­ тов ротора пропорциональна атмосферному давлению и обратно пропорциональна температуре в некоторой степени т, которая у разных двигателей находится в пределах 1,2—2,5, а плотность воз*

ния на 1% длина разбега возрастает на 2%. При повышении тем­

влияет коэффициент <р на длину разбега. С приближением <р к р, последняя обращается в бесконечность — взлет становится невоз­ можным при любой длине ВПП.

Влияние ветра и уклона ВПП учитывается отдельно. При на­ личии ветра самолет уже в момент трогания с места имеет воз­ душную скорость и, равную проекции скорости ветра на направ­ ление взлета. Так как отрыв самолета независимо от ветра проис*

ра будет

где Z-р.ш — длина разбега, в штиль (без учета ветра).

422

При наклоне ВПП под углом в к горизонту тангенциальная

ся, при наклоне полосы книзу sin6<0 .

По достижении скорости отрыва наступает равновесие сил, действующих на самолет по вертикали, и он отделяется от ВПП. С приближением к этой скорости подъемная сила нарастает по­ степенно, а летчик, выдерживая угол а в з л , непрерывно уточняет балансировку самолета. Поэтому в момент отрыва летчик должен

Для того чтобы определить взлетную дистанцию, к длине раз­ бега нужно добавить горизонтальную проекцию L p . a пути, прохо­ димого самолетом в процессе разгона с набором высоты (рис. 14.1). По малости угла 8 ее можно считать равной действительной дли­ не воздушного пути. Приращение энергии самолета на этом уча­ стке равно работе среднего избытка тяги. Переходя к энергетиче­

барометрической высоте аэродрома. Из последнего уравнения на­ ходим

' • • - ^ ( " » + - i V i ) -

—выдержать заданное направление;

—обеспечить плавное отделение самолета от ВПП при нор­ мальном взлетном угле атаки^

423

— не допустить грубых повторных касаний колесами ВПП после отрыва;

— не допустить увеличения длины разбега и взлетной дистан­ ции.

В силу скоротечности взлета, быстрой смены ситуаций и высо­ кой потребной точности выдерживания заданной траектории реше­ ние перечисленных задач возможно только при полной собранно­ сти летчика, при целесообразном и стандартном распределении внимания. Поскольку соответствие фактического движения само­ лета желаемому здесь определяется только визуально, на каждом этапе взлета необходимо целесообразное и стандартное направле­ ние взгляда.

Сами по себе действия летчика на взлете не сложны и требуют

того момента, когда он начал уверенно замечать малейшее откло­

голова в каждом полете находилась на одной и той же высоте. Тогда определенному положению самолета всегда будет соответ­ ствовать одна и та же картина видимых частей самолета относи­ тельно горизонта и фона земли. При занятии исходного положе­ ния на ВПП обязательно прорулить лишь установленное расстоя­ ние вдоль ее оси, чтобы продольная ось самолета и переднее ко­ лесо установились точно в направлении взлета. Иначе с началом разбега самолет начнет уклоняться от этого направления.

Получив разрешение на взлет, удерживая самолет на тормо­ зах, увеличить обороты двигателя до заданных и бегло оценить_ показания приборов, контролирующих его работу. Без полной уве­ ренности в нормальной работе силовой установки и тормозов взлет

— на определение момента подъема переднего колеса. Взгляд направлен прямо вперед на характерный ориентир, по

которому удобно определять направление движения, или непо­ средственно вдоль ВПП, если она хорошо обозначена.

В начале разбега плавно отпустить тормозной рычаг. При рез­

424

С началом движения, если заданный для взлета режим работы двигателя не был установлен предварительно, плавно, но без из­ лишней растяжки перевести РУД вперед до упора или до соот­ ветствующего проходного фиксатора. Необходимо помнить, что вялое или неполное увеличение тяги снижает величину р с р и, сле­ довательно, приводит к увеличению длины разбега и взлетной ди­ станции. Увеличение оборотов двигателя воспринимается на слух как постепенное повышение тона. В дальнейшем звук двигателя должен быть ровным и однотонным.

жения срабатывает при определенном угле отклонения педалей, то, заметив малейшее изменение направления движения, откло­ нить педали на достаточный угол против разворота и в соответ­ ствии с величиной уклонения нажимать тормозной рычаг. В про­ тивном случае тормозятся оба колеса, что ведет к увеличению длины разбега. При исправлении направления движения необхо­ димо учитывать инертность самолета: угловая скорость не мгно­ венно возникает и не мгновенно гасится. Поэтому тормозной рычаг нажимается обычно короткими импульсами, после каждого из ко­

деление момента подъема переднего колеса. Если летчик начинает

или стабилизатора их приходится отклонять на значительно боль­ ший, чем обычно, угол. Скорость быстро растет, и в следующее мгновение появляется избыточный кабрирующий момент, самолет быстро увеличивает угол атаки. Так как явление происходит на непривычной для 'летчика скорости, ему трудно оценить заранее

ный колебательный характер. Поскольку скорость быстро растет, при одном из очередных подъемов носа подъемная сила может оказаться больше веса, тогда возникнет опасное отклонение — от­ рыв на повышенном угле атаки или, как его чаще называют, отрыв на пониженной скорости. К такому же отклонению обычно приво­ дит и поздний (при V>Vn .„) подъем переднего колеса. Летчик в привычном темпе начинает отклонять ручку, но самолет из-за

425

ному отделению самолета от земли, либо, как и в предыдущем случае, к отрыву в процессе продольных колебаний самолета.

Заметим, что иногда летчик преднамеренно увеличивает ско­ рость Vn.K. Это целесообразно при взлете с грунтовых аэродромов, имеющих грубый микрорельеф, при порывистом ветре и т. п. Здесь внешние причины вызывают продольную раскачку самолета и не­ которое повышение скорости улучшает условия их демпфирования и стабилизации самолета (за счет его собственных динамических свойств и действий летчика). Зная, что скорость Vn,K увеличена, летчик мягче и плавнее берет ручку на себя и не допускает «пере­ подъема» носа.

Скорость Уп.к определяется по видимому движению ВПП, ха­ рактеру и частоте толчков шасси, пройденному самолетом пути и по временному интервалу. Но эти признаки неточны. Поэтому с

самолет уже достаточно устойчив в путевом отношении, а отделе­ ние от ВПП еще невозможно. Поэтому кратковременный перевод взгляда в кабину здесь неопасен. Разумеется, нужно предвари­

Во второй половине разбега внимание распределяется:

—на подъем переднего колеса;

—на выдерживание заданного взлетного угла атаки;

—на выдерживание направления взлета;

—на контроль работы двигателя (на слух);

—на определение момента отрыва.

Взгляд направлен вперед — на горизонт.

По достижении заданной скорости плавно поднять переднее колесо и в дальнейшем строго выдерживать нормальный взлетный угол атаки по заученному положению видимых частей самолета относительно горизонта. Одновременно внимательно следить за направлением движения, немедленно устраняя возникающие укло­ нения соразмерным отклонением педалей. Отделение самолета от

без каких-либо специальных действий летчика. В ряде случаев (увеличенный вес, высокая температура, низкое давление) ско­ рость отрыва, длина и продолжительность разбега могут суще­ ственно увеличиться. Это не должно быть поводом для «подрыва» самолета. От летчика требуется одно — уверенность в выдержива­ нии нормального взлетного угла атаки и в нормальной работе си­ ловой установки. Момент отрыва определяется по прекращению толчков.

После отрыва внимание распределяется:

—на темп отхода самолета от земли;

—на устранение кренов и скольжений;

426

—на выдерживание направления взлета;

—на определение момента окончания взлета.

Взгляд направлен на землю влево вперед под углом и на рас­

определение положения самолета сильно загрубляется и попытки летчика вмешаться в его поведение могут привести к грубым от­ клонениям.

В дальнейшем по картине расположения и перемещения види­ мых частей самолета на фоне земли летчик определяет темп от­

жаться. Подбирая ручку управления на себя, нужно гасить отри­ цательную вертикальную скорость, чтобы не допустить или по возможности смягчить приземление самолета. Если оно все же произошло, нужно, сохраняя нормальный взлетный угол атаки, дождаться отрыва на нормальной скорости.

Отход самолета от земли должен происходить плавно. Его темп должен быть таким, чтобы обеспечивалось достаточно интен­ сивное увеличение скорости. Необоснованно длительное выдержи­ вание самолета непосредственно около земли требует от летчика напряжения внимания и повышает опасность столкновения с зем­ лей и возможными препятствиями на границе аэродрома. Кроме того, на большинстве самолетов надежная уборка шасси обес­ печивается лишь до некоторой сравнительно небольшой скорости. При слишком малом угле подъема эта скорость достигается на высоте менее 10—20 м, где отвлечение внимания на действия, свя­ занные с уборкой шасси, по соображениям безопасности недопу­ стимо. Крены и скольжение устраняются координированными от­ клонениями руля направления и элеронов.

На высоте 10—20 м, чувствуя по реакции самолета на откло­ нения органов управления, что скорость приближается к эволютивной, летчик переводит взгляд вперед и убирает шасси. Уборку шасси необходимо проверить по специальным световым индика­ торам, восстановлению давления в гидравлической системе и т. п. Однако время уборки обычно составляет 6—10 с. До истечения этого времени перевод взгляда в кабину совершенно бесцелен и опасен, поскольку уборка шасси всегда сопровождается некоторой разбалансировкой самолета. Чтобы все же сразу убедиться, что шасси убирается, на большинстве самолетов имеются механиче­ ские указатели, расположенные на внешней поверхности самолета в поле зрения летчика.

427

Уборка механизации крыла сопровождается интенсивным уменьшением коэффициента подъемной силы и обычно вызывает заметную просадку самолета. Поэтому щитки, закрылки и т. п. убираются после окончания взлета — на высоте 100 м и более.

Взлет самолетов с велосипедным шасси имеет ряд особенно­ стей. Так как на переднюю стойку такого шасси приходится при­ мерно половина взлетного веса, самолет при разбеге не реагирует на отклонение ручки (штурвала) управления. Если стабилизатор или руль будет излишне отклонен на пикирование, то сразу после отрыва самолет будет опускать нос и может коснуться ВПП пе­ редними колесами с последующим взмыванием. При излишнем отклонении стабилизатора (руля) на кабрирование отход само­ лета от земли будет происходить с вращением в сторону увели­

для ряда центровок, соответствующих различным вариантам за­ грузки. В процессе разбега летчик должен внимательно следить за сохранением этого положения, используя специальные указа­ тели, и быть готовым уточнить его сразу после отрыва.

§ 14.3. Посадка и ее характеристики

Посадке всегда предшествует предпосадочный маневр, цель которого состоит в заходе и расчете на посадку. З а х о д о м на посадку называют вывод самолета на посадочный курс, т. е. в

невра, который обеспечивает приземление самолета в заданном месте при практически приемлемых скоростях, углах снижения и режимах работы силовой установки. Последним этапом предпо­

428

целью является вывод самолета из режима предпосадочного сни­

и перегрузку. Предпосадочное снижение выполняется либо с по­ стоянной скоростью, либо с некоторым торможением. Естествен­ но, что при неизменном режиме работы силовой установки на вы­ равнивании скорость гасится в любом из этих случаев, так как

ее этапах целесообразно. Поэтому на многих самолетах в процессе выравнивания двигатель дросселируется до малого газа. Однако в ряде случаев при использовании эффективных средств механи­ зации крыла, сильно повышающих лобовое сопротивление, особен­ но на самолетах с крыльями большой стреловидности и малого удлинения, торможение протекает столь интенсивно, что появляет­ ся угроза невозможности безопасного окончания выравнивания из-за сокращения запаса коэффициента су. В таких случаях дви­ гатель на выравнивании дросселируется не полностью или не

ственно перед приземлением. Неизбежная при этом, но часто со­ вершенно ненужная тяга компенсируется выпуском тормозных щитков.

Целью выдерживания является торможение самолета до поса­ дочной скорости. На этом этапе двигатель всегда задросселирован до малого газа (кроме случаев посадки с СПС). Так как средний угол снижения на выдерживании очень мал, то выдерживание можно рассматривать как горизонтальный полет. По мере гаше­

постепенно «подпускает» самолет к земле с таким расчетом, чтобы

Особенно большим становится различие этих коэффициентов при использовании на посадке систем СПС.

Посадочная скорость Vn o c определяется из условия равновесия вертикальных сил в момент приземления. Поскольку к этому мо­ менту во всех случаях двигатель задросселирован до малого газа, вертикальной составляющей силы тяги можно пренебречь. Тогда

429