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

- 282 -

сверхзвукового оамолета, а через нее и на расход топлива при наборе оптимальной высоты.

Особо большое влияние проявляется у тех сверхзвуковых самолетов, у которых из-за малой тяговооруженности невелик избыток тяги и поэтому относительно велик расход топлива на набор Ноп1.

в) Влияние полетного веса

На других же высотах и режимах полета зависимость Ск от веса довольно сложная. Ввиду атого в описаниях или инструкциях по эксплуатации оерийных самолетов приводятся, как правило, таб­ лицы зависимости расходов топлива от веса на различных режимах полета.

г ) Влияние аэродинамического качества

Внешняя подвеока вооружения, подвесных топливных баков и т . п . , а также боевые повреждения и ухудшение аэродинамических форм в процессе эксплуатации снижают аэродинамическое качество летательного аппарата.Это происходит, в основном„за счет безындуктивного сопротивления Q0 . В связи с этим оптимальные режимы полета на дальность смещаются в сторону меньших скоро­ стей. Важно иметь в виду, что при полете на околозвуковых или сверхзвуковых скоростях снижение аэродинамического качества может настолько уменьшать Ск , что использование подвесных баков не будет давать увеличения дальности полета.Исходя из этого, подвесные баки всегда вырабатываются в начале полета, когда скорость невелика, а при необходимости ее увеличить, пустые баки могут быть сброшены.

Аэродинамические тормоза значительно снижаю4* аэродинамиче­ ское качество.Поэтому пользоваться ими надо только в случаях

- 2 8 3 -

действительной необходимости,Нельзя,например, допускать того» чтобы при полете в строю двигатель работал на повыиенном режиме, а скорость регулировалась тормозами.

Минимальный километровый расход на сверхзвуковой скорости

Если на многодвигательном самолете располагаемая тяга одного двигателя (или нескольких) больше потребной тяги самоле­ та' для полета на данном режиме, то целесообразно оставить ра­ ботающими лишь столько двигателей, сколько необходимо для создания Р = Рп этом случае оставшиеся двигатели перево­ дятся на повышенный вплоть до максимального режим работы, а по­ этому снижается Суд двигательной установив, что значительно уменьшает Ск . Эффект получается тем выше, чем ближе обороты двигателей к максимальным.

Отсюда следует, что выигрыш будет возрастать с уменьшением потребной скорости и со снижением высоты полета. При полете у земли приV=VH6 снижение CR может составить 30-50 %, Данный прием применим на малых высотах и скоростях полета.

С увеличением высоты полета или скорости потребные обороты двигателей возрастают и выигрыш от выключения двигателей уменьшается. Для каждого самолета есть высота, выше которой выключение становится уже невыгодным.

Заметим, что этот метод не может повысить абсолютную

-284 -

в) Влияние Форсирования ТРД

Включение форсажа вблизи земли повышает СуД на 50 % и более. Вследствие этого резко возрастает часовой расход топлива. При форсировании на 40 % он повышается примерно

вдвое. Увеличение километрового расхода только несколько мень­ шее. Однако применение форсажа в ряде случаев может дать экономию топлива при полете на дальность. Так,например, экономия времени при подъеме самолета с включенным форсажем особенно во второй половине подъема и при разгоне может обеспечить экономию топлива за счет малых расходов на боль­ шой высоте. Это наблюдается также при догоне на больших и сверхзвуковых скоростях и в других случаях. Но надо иметь в виду, что высокие часовые расходы топлива требуют строгого учета каждой минуты работы на форсаже.

Удельный вес топлив, как известно из теории двигателей, может колебаться в большом диапазоне. Например, топливо TC-I имеет удельный вес 0,775 к г/л , а у Т- I он 0,83 кг/л и более. Чем больше удельный вес топлива, тем выше его объемная тепло­ творная способнооть.Следовательно, в одних и тех же топливных баках в этом случае содержится бо'льший запас энергии, заключен-

- 285 -

ной в топливе. В результате можно приближенно считать, что дальность полета пропорциональна удельному весу топлива. Так, например, на одном сверхзвуковом самолете снижение удельного веса топлива на 6,6 % уменьшает дальность полета на 7,2 %•

Применение подвесных баков весьма существенно повышает дальность полета, если вырабатывать их в начале полета, когда скорость и связанное с ней лобовое сопротивление невелики.

Дозаправка в полете является эффективным средством повыше­ ния дальности полета;'Наряду с этим она в ряде случаев позволя­ ет использовать аэродромы, ограниченные по размерам и по прочности покрытия ВПП,

Попутная и встречная дозаправки по своей эффективности почти равноценны. Одна дозаправка повышает дальность полета самолета, имеющего =0,4*0,5, на 30-40 ^.'Использование в одном полете попутной и встречной дозаправки ( т .е . дозаправки по пути к цели.и на обратном маршруте) может повысить дальность полета на 80 % Но надо иметь в виду, что встречная дозаправ­ ка затруднена организацией встречи заправляемого самолета с заправщиком.

Это особенно проявляется в условиях активного противодей­ ствия противника.

§95. ВЛИЯНИЕ ПОЛЕТА СТРОЕМ НА ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА

При полете строем дальность и продолжительность полета уменьшается, так как требуется расход топлива на сбор и роспуск группы, уменьшается высота полета, уменьшается скоро­ подъемность на заданную высоту и повышается средний часовой и километровый расход топлива у ведомых самолетов.

Расход на сбор и роспуск группы зависит от состава групп», высоты полета, способа сбора и роспуска, от метеоусловий и подготовки летного состава.

Группа не может лететь на высоте Н = HQnT одиночного само-

-286 -

лета, так как требуется пониженный режим работы двигателей по сравнению с режимом одиночного самолета, поскольку надо иметь резерв тяги для выдерживания места в строю ведомыми. Если же Нопт невелика, то она может испрльзоваться и группой.

Пониженный режим двигателей при групповом полете уменьшает скороподъемность. Время подъема до заданной высоты и расход топлива возрастают. Снижение затрат топлива может быть до­ стигнуто при наборе высоты на маршруте, так как при атом имеется некоторая компенсация за счет увеличения пути.

Рассмотрим более подробно влияние на дальность полета того обстоятельства, что ведомый должен выдерживать свое

место в строю.При полете строен летчик следит за относительным перемещением самолета.Однако; перемещение он замечает только

дистанции замечаются ведомым тогда, когда они достигают 5-10 % начальной дистанции,Вследствие определенной приёмистости двигателя и инертности самолета, начавшееся ототавание про­ должается еще некоторое время и после того, когда летчик его заметил. Отставание будет тем меньше , чем выше приёми­ стость двигателя и больше располагаемая перегрузка t1xP . Повышение режима двигателя для догона вызывает увеличенный расход топлива,Расход особенно резко повышается в том слу­ чае, когда ведомый использует тормозные щитки, чтобы умень­

такое же соотношение.

Дальность и продолжительность полета группы лимитирует находящийся в наиболее трудных условиях крайний ведомый.

- 288 -

одна связь, по которой осуществляется равнение на ведущего. При замене пеленга звена клином вместо трех остается две связи. Если в группе большое число связей, то периодическая замена мест ведомых может значительно повысить дальность по­ лета всей группы.

§96. ВЛИЯНИЕ КОНСТРУКТИВНЫХ ПАРАМЕТРОВ САМОЛЕТА И ИЗМЕНЯЕМОЙ СТРЕЛОВИДНОСТИ КРЫЛА НА МАКСИМАЛЬНУЮ ДАЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА

Выше было показано, что чем выше аэродинамическое качество, тем больше дальность полета. Поэтому для увеличения дально­

сти полета на дозвуковых скоростях необходимо уменьшать Cxt путем увеличения удлинения крыла и сникать коэффициент беэындуктивного сопротивления - СХо - всеми возможными мерами.

В результате этого такое мероприятие влечет уменьшение дально­

повышение тяговооруженности мало сказывается на дальности или несколько ее снижает.

На сверхзвуковых скоростях увеличению дальности способ­ ствует снижение Сх0 путем применения тонких профилей крыла.

- 289

Весьма эффективно повышает дальность полета применение изменяемой стреловидности / пИСп/ крыла, хотя при этом получает­ ся и пониженный до 10 % запас топлива по сравнению с самолетом фиксированной стреловидности. 0ДНако этот недостаток перекомпенсируется теми аэродинамическими преимуществами, которыми обладает самолет "ИСП.

Используя комбинированные профили полета, большую часть которых составляют участки, пролетаемые на дозвуковой оптималь­ ной скорости (над своей и нейтральной территорией), можно зна­ чительно увеличивать тактические радиусы действия и продол­

жительность дежурства в зонах.

Известно, что тяжелые сверхзвуковые самолеты могут летать на крейсерских сверхзвуковых скоростях, не причиняя ущерба наземным объектам звуковым ударом, только на высотах не менее 12 + 15 км. Разгон их производится тоже на таких выоотах. Это означает, что при разгоне большую роль играет индуктивное

сопротивление, поскольку на больших высотах полет производит­ ся при больших углах атаки. Используя изменяемую стреловидность, можно значительно понизить индуктивное сопротивление, за счет чего общее лобовое сопротивление может быть на 15 * 45 % меньше, чем при неподвижном крыле малой стреловидности.

Оптимизация режима набора и снижения ( по углу ) , а также разгона до крейсерской сверхзвуковой скорости в пределах М« 2,5 ♦ 3 для самолета "ИС" с оптимальной круткой крыла может повысить дальность полета тяжелого сверхзвукового самолета на 10 ♦ 15 % по сравнению с самолетом неизменяемой стреловид­ ности крыла малого удлинения.

§97. ВЫБОР РАЦИОНАЛЬНОГО РЕЖИМА И ПРОФИЛЯ ПОЛЕТА ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ДАЛЬНОСТИ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТИ

Из соображений экономии топлива взлет выгодно произво­ дить без форсажа.Набор высоты тоже рационален на максималь-

290 -

нон беефорсажном режиме двигателя. Если набор высоты совмеща­ ется с продвижением по маршруту, целесообразно выдерживать скорость, несколько превышающую наивыгоднейшую (достигается это за счет меньшего угла подъема).При этом небольшое увеличе­ ние времени и расхода топлива на подъем будет компенсировано увеличением пути подъема.

Если цель, по которой предстоит действовать при М >1, на­ ходится достаточно далеко, не надо спешить выполнить сверхзву­ ковой набор и разгон самолета. Следует как можно дольше исполь­ зовать оптимальный дозвуковой режим полета ("по потолкам").

Под конец режима самолет значительно увеличит высоту полета и, кроме того, он облегчится.Поэтому набор высоты и разгон на сверхзвуковую скорость потребуют значительно меньшего расхода топлива.

Если на части маршрута требуется выполнять полет на малой высоте, то применение "переменного профиля" полета с выходом на оптимальную высоту значительно сэкономит топливо по срав­ нению с полетом по всему маршруту на малой высоте. Полет на оптимальной высоте Ноп1 выгоден во всех случаях,кроме того, когда в момент выхода на нее расстояние до-аэродрома посадки или до рубежа начала полета на малой высоте равно или меньше дальности планирования.

Пребывание на малой высоте сильно снижает тактический ра­ диус. Поэтому, если позволяет обстановка, надо как можно раньше переходить к полету на Нопт

Если в районе цели самолет был на большой высоте и двига­ тель работал на форсаже, следует, как только позволит обста­ новка, сейчас же выключить форсаж, снизиться до оптимальной высоты и выполнять полет на оптимальной по дальности вы­ соте.

Если в одной полете выполняется ряд таких задач, как дежурство в зоне, перехват из положения дежурства в воздухе, блокирование аэродромов противника« воздушная разведка в ограниченном районе и т .п ., то целесообразно выполнять полет на

- 291

режиме максимальной продолжительности на высоте, немного меньшей беофорсажного полета.

Разумеется, по тактическим мотивам эти соображения могут оказаться невыполнимы или нецелесообразны.

§ 98. ШЖНЕРНО-ШТУРМАНСКИЙ РАСЧЕТ ПОЛЕТА.

Такие важнейшие боевые возможности самолета иля группы самолетов как тактический радиус, продолжительность дежур­ ства в воздухе, максимально возможная боевая нагрузка при полете в район определенной цели, максимально возможная продолжительность и дальность полета на малой высоте и т.п.% определяются путем выполнения инженеряо-штурманокого расчета полета, выполняемого совместно инженерно-авиационной и штур­ манской службами части (соединения).

Большое многообразие этих расчетов по их предназначению можно свести к трем видам расчетов: I) определение боевых возможностей по дальности и продолжительности полета?

2) проверка достаточности топлива на выполнение полета по выбранному профилю и программе полета; 3) определение потребной заправки топливных баков тяжелого самолета для выпол­ нения поставленной боевой или учебно-боевой задачи.

Данные для проведения расчетов приводятся в инструкциях по расчету дальности и продолжительности полета каждого конкретного типа самолета. Они даются в виде таблиц или графи­

ков и включают сведения по расходам топлива (часовому и киломе­ тровому) на различных режимах полета я с различными варианта­ ми боевой нагрузки, время и путь при подъеме, горизонталь­ ном полете и снижении, средние нормы расхода топлива на земле, при взлете и посадке, а также указывают объем топлив­ ных баков, гарантийный запас и невырабатнваемый остаток топ­ лива.

На тяжелых самолетах (точнее, на самолетах с большим отно­ сительным запасом топлива ) в процессе горизонтального полета значительно изменяется полетный вес ( на 30 ♦ 50 % я