книги из ГПНТБ / Павловский К.М. Практическая аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов учебное пособие

Эффект вращающегося цилиндра являемся частный случаен теоремы

на нижней вычитается. Возникающая при атом разность давлений и создает подъемную силу.

Впервые практическое использование этой идеи Жуковского было предпринято еще в 1922 году А.Флетнером, который решил установить на судне вертикальные цилиндры (вместо парусов). При вращении их то в одну, то в другую сторону в условиях бокового ветра получали силу, сообщавшую судну поступатель­ ное движение.

Заметим,кстати, что эффектом вращающегося цилиндра объясняются и траектории "крученных" футбольных и теннисных мячей при кооых ударах.

У.В Е Л И Ч Е Н И Е j/np достигается разнообразными спо­ собами, основными из которых являются: выпуск посадочных и тормозных щитков, применение колесных тормозов, использова­ ние тормозных парашютов, реверсирование тяги двигателей или винтов, применение различных аэродромных тормозных устройств.

К О Л Е С Н Ы Е Т О Р М О З А являются эффективным средством торможения в тех случаях, когда достаточно велика сила сцепления покрышки колеса с посадочной поверхноотью.Они способны рассеять , превратить в тепло, до 70 - 80 % кинетиче­ ской энергии самолета.

Это позволяет; при одновременном использовании и тормозного парашюту сократить пробег в 1,5 - 2 раза.

Для выдерживания оптимального режима торможения, при котором колесо находится на грани "юза", применяются а в т о ­ м а т ы т о р м о ж е н и я . Они одновременно облегчают ра­ боту летчика на пробеге, так как позволяют держать рычаг тор­

пробега начинать торможение надо через 2-3 сек после касания поверхности ВПП при плавном нажатии рычага. Резкое нажатие влечет удар носовым колесом и может вызывать взмывание само­ лета в воздух. Особенно это характерно при использовании дисковых тормозов, обладающих высокой энергоемкостью и нашедших широкое применение на самолетах с высокими посадочными скоро­ стями.

Если поверхность ВПП обладает высоким сцеплением с колесом, то целесообразно сразу после приземления опустить нос, убрать закрылки, включить средства, снижающие подъемную силу (например, спойлеры) и начать торможение всех колео.

Следует учитывать, что применяемые автоматы торможения при проскальзывании колес по льду или скользкому грунту не тормо­ зят колес, от чего сильно удлиняется пробег; Поэтому при посад­ ках на такую поверхность надо максимально использовать аэродина­ мическое торможение и выключать автоматы торможения во второй половине пробега или применять аварийное торможение. Это сокра­ щает пробег на 15-20 %, а "юз" не является опасным.

ТОРМОЗНЫЕ ПАРАШЮТЫ независимо от состояния ВПП могут сократить пробег на 30-40 %%если они применены в начале про­ бега. Использование их совместно с СПС может сократить про­ бег в 2-3 раза, если выпускать с таким расчетом, чтобы в момент раскрытия основные колеса самолета касались посадочной полосы. С этой целью выпуск парашютов производится при выдерживании

на высоте 0,5 - I м, но не более, из-за опасности грубого приземления.

РЕВЕРС ТЯГИ также сокращает пробег при любом состоянии посадочной поверхности благодаря тому, что при этом ускоре­ ние торможения увеличивается на величину ( { ~ ев и равно

Ррев

Jnppee Jnp+ G '

- 254 -

Отсюда видно, что аффект реверсирования тем вш е , чем меньше ускорение пробега без реверса.

Турбовинтовые самолеты позволяют использовать отрицатель­ ную тягу винтов. Для атого после приземления винт снимают о промежуточного упора и его лопасти переходят на отрицатель­ ные углы атаки ( см. § 38).

АЭРОДРОМНЫЕ ТОРМОЗНЫЕ УСТРОЙСТВА представляют собой системы, предназначенные для того, чтобы погасить кинетическую энергию самолета на короткой дистанции путем использования специального оборудования, которым оснащается посадочная поло­ са.

Они могут иметь различные по принципу работы тормозные агрегаты, устанавливаемые в стороне от посадочной полосы (на авианосце обычно под полосой).Поперек полосы натягивается

трос, за который самолет зацепляет специальным крюком (гаком), устанавливаемым снизу фюзеляжа и убираемым в полете. Вместо троса может быть улавливающая сеть. Трос или сеть связаны о тормозным агрегатом.

Наиболее радикальными способами улучшения посадочных харак­ теристик является применение самолетов с изменяемой стреловидно­ стью крыла и самолетов укороченного и вертикального взлета и посадки (СУВП и СВВП).

§ 83. ПОСАДКА САМОЛЕТОВ УКОРОЧЕННОГО И ВЕРТИКАЛЬ­ НОГО ВЗЛЕТА И ПОСАДКИ

- 255 -

величине Ру (при данном углр^) меньше критической скорости по эффективности аэродинамических рулей, то применяются струйные рули.

Для максимального сокращения длины пробега вектор тяги по­ ворачивают на угол tfp =180° ( при этом Ру=0,л Ввиду этого детали СУВП, омываемые горячими газами, должны быть жаро­ устойчивы.

В е р т и к а л ь н а я п о с а д к а по форме траекто­ рии подхода к точке посадки напоминает обращенную траекторию взлета СВВП (рис.7 .7 ), %и строго вертикальной посадке на малую площадку, окаймленную препятствиями, аппарат снижается, выходит на безопасную высоту и зависает над местом посадки, устанавливаясь в плоскости ветра при Су= 0 и рх , обеспечи­ вающей удержание аппарата над площадкой. Держать отклоненны­ ми закрылки при этом не имеет смысла.

На СВВП в зависимости от обстановки может выполняться и укороченная посадка. Программа движения при этом весьма схожа с аналогичным маневром вертолета. Однако способы обеспечения равновесия и устойчивости у них различны.

§ 84.ПОСАДКА САМОЛЕТА С НЕРАБОТАЮЩЕЙ СИЛОВОЙ УСТАНОВКОЙ

В случае выхода из строя силовой установки самолет может произвести успешную посадку в определенном районе. Для

этого летчик обязан определить и выполнить.наиболее целесообраз­ ный маневр. Нели скорость самолета большая, то целесообразно выполнить горку, чтобы создать' запас высоты. На сверхзвуко-г вам самолете такой маневр выгоден еще и потому, что на дозву­ ковых скоростях аэродинамическое качество значительно выше.

Это в сочетании с большой высотой делает возможным использо­ вание лучшего аэродрома для посадки. В процессе,такой посадки требуется весьма экономно и разумно расходовать механическую энергию (энергетическую высоту) аппарата, так как восполнить

- 2 5 6 -

Максимальная досягаемость аэродрома посадки будет при полете без изменения направления (рис.7.12, линия О,А) на реаиме Ктах.

кардиоида

Во всех других случаях она меньое, так как требуется доворот по спирали, выполняемой о креном и поэтому с более крутым опуоком. Минимальная потеря высоты при дово р о т е |^ будет , как было рассчитано проф. Ветчинкиным, при выдерживании режима (КСу)т х ъ j 1 *45°.Граница зоны досягаемости при планиро­

няется пе заранее рассчитанной программе с минимальным количе­ ством разворотов (по методу контрольных точек). Первой точкой является начало ВПП; проход ее выполняется на Н=4,5+5 км, Поравнявшись с началом ВПП, выполняют первый и второй разво­

- 257 -

рот слитно (на 180° ) о креном 40-45° о таким расчетом, чтобы оказаться по другую сторону от оси ВПП на удалении от нее 3-4 км (траверз начала ВПП), Это вторая контрольная точка. Потеря высоты до нее получается до 1500 м. Если высота оказы­ вается больше рекомендуемой, то выпускают шасси. Это умень­ шает качество и самолет интенсивно снижается. Если высота недостаточна, то выпуск шасси задерживают до начала третьего разворота. Третья точка находится вблизи траверза ДПРМ. Зд'есь,на высоте 2-2,5 км,выполняется третий разворот так, чтобы направление полета к четвертому развороту пересекало

ось ВПП надДПРС, т .е . на удалении 4-5 км. Четвертая точка-вбли- зи ДПРС.

Четвертый разворот начинается на высоте 1,3 - 1,5 км и летчик выводит самолет на посадочный курс. Вертикальная скорость снижения достигает 30-35 м /сек, а иногда и более. Поэтому потребная высота начала выравнивания Ннв значительно увеличива­

путем использования запаса кинетичеокой энергии.Для этого посадочное планирование.начинают при скорости, большей норма­ льной не менее, чем в 1,2 раза, т .е , на 120-150 км/час, а в процессе планирования самолет тормозится увеличением угла ата­

первое выравнивание и самолет переводится в более пологий, но неустановивпшйся полет с торможением.

- 258 -

5едка будет явно с переле­ том* 1 самоле­ тов g изменя­ емой стрело­ видностью кры­ ла скорость Vy при захо­ де на посад­ ку без тяги в 2,5 раза

меньше, чем у самолетов с крыльями малых удлинений и не вы­ ходит за допустимые пределы.

§ 85. ПР010ДЙМ0С1Ъ САМОЛЕТА ПО ГРУНТУ

Приспособленность самолета к взлету и посадке на грунто­ вые ВПП определяется его проходимостью по грунту.

гаться по аэродрому при допустимой для длительного использо­ вания аэродрома глубине колеи и осуществить взлет Ери опреде­ ленной длине разбега.

Для стративания с меота необходимо, чтобы силаРбыла зна­ чительно больше силы сопротивления поверхности движению самоле­

Таким образом* если тяговооруженность больше коэффи­ циента трения в 1,4 раза , то самолет способен стронуться с места» Это условие выполняется на всех современных самолетах.

Допустимая глубина канавки h устанавливается тактикотехническими требованиями к данному типу самолета. Она зави­ сит от удельной нагрузки на колеса, накачки пневматиков, диа­ метра колеса, коэффициента трения и прочности грунта. Совре­ менные сверхзвуковые самолеты имеют довольно большую удельную

- 259 -

Эксплуатационным мероприятием, повышающим проходимость, явля­ ется снижение давления в пневматиках до такого значения, при котором не происходит повреждения камер и покрышек.Увеличи­

вающаяся при этом контактная площадь пневматика обеспечивает снижение удельной нагрузки на грунт. Пределы допустимого сни­ жения давления в пневматике указываются в инструкциях по

Он зависит от удельной нагрузки на колеса, накачки.пневматиков, прочности грунта и тяговооруженности самолета.' Для нахождения коэффициента /<у и глубины канавки h используют­ ся специальные номограммы.

-200 -

§86. ОСОБЕННОСТИ ЛЕТНОЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ САМОЛЕТОВ

НА ГРУНТОВЫХ АЭРОДРОМАХ

Следует иметь в виду, что особенность эксплуатации самолета с грунта не исчерпывается только рассмотренной выше проблемой проходимости по грунту. Для обеспечения надежности в работе авиационной техники должны удовлетворяться,как ми­ нимум, следующие требования: - защищенность двигателя, раз­ личных агрегатов и устройств от механических повреждений грязью, а также работоспособность этих объектов будучи загрязненными и увлажненными при взлете с мокрой ВПП;

-надежность работы элементов конструкции, электронного

идругого оборудования при больших вибрационных нагрузках;

-достаточность расстояния от поверхности ВПП до эле­

ментов конструкции , подвесных баков, предметов вооружения

идр;

-строгое соблюдение ряда существенных особенностей

эксплуатации самолета летным составом; - более строгий осмотр самолета и особенно силовых узлов

перед каждым вылетом; повышенный контроль состояния авиа­ техники.

Остановимся на вопросах , связанных с работой летчика. При оп^бовании двигателей в процессе подготовки к вылету необходимо принимать все меры к тому, чтобы газовая струя не разрушала покрытие аэродрома, а пыль от нее не попадала на другие самолеты.'

При рулении в связи о этим необходимо выдерживать доста­ точные дистанции и интервалы. Резкое торможение недопустимо, так как это значительно увеличивает глубину колеи и способ­

уменьшить тягу, чтобы предупредить "прыжок" самолета и следующее за ним стремительное увеличение скорости, которое может вызвать растерянность летчика. В процессе руления

- 261

требуется хорошая осмотрительность, особенно при разворотах

на повышенной тяге, при которой газовая струя может повредить другие самолеты комьями грязи и камнями. Длительное руление вызывает повышенный расход воздуха тормозной системы, что требует следить за его остатком к моменту взлета. Если при ру*- лении появляется раскачка самолета, необходимо плавно затор» мозить колеса при нейтральном положении педалей. Для лучшей маневренности самолета тормоз переднего колеса следует вмвлючать. Развороты желательно выполнять с возможно большими ра­ диусами, не допуская резких разворотов вокруг одной ноги.

Если при рулении возникает вихревой шнур, засасывающий в двигатель посторонние предметы, то надо изменить режим руления.

Вырулив на взлетную полосу, следует прирулить по прямой 20-30 м, чтобы носовая стойка установилась по оси самолета* Взлет нужно производить на форсаже, включая его в начале разбега после выхода оборотов двигателя на 100 JS. Это умень­ шает продольные и поперечные колебания самолета» Если форсаж не включился, то взлет на ряде самолетов сильно затрудняется. Закрылки должны быть во взлетном положеннн.Автоиат торможения колес - включен. Ручка управления удерживается в нейтральном положении или несколько "на себя", Большое отклонение "на се­

бя" влечет вялый подъем носового колеса, а отклонение "от себя" создает большие нагрузки на носовое колесо.

Разбег по грунту более продолжителен и требуется большая длина полосы. Это надо учитывать, чтобы не допустить отрыва на скорости меньше необходимой.

ных сочленений этих органов и освободил их от грязи и влаги. П о с а д к а на грунтовый аэродром труднее, чем на

искусственную полосу. Дело в том, что полевой аэродром кажется летчику небольших размеров, а поэтому труднее определять точ­ ку начала выравнивания по посадочным знакам и расстояние до земли во время выравнивания и выдерживания. При закрытых под-, ходах к аэродрому необходимо увеличивать крутизну глиссады