атаки, взятые с учетом выпущенных шасси и посадочной меха низации.
Для определения Leo3d необходимо знать величину скорости планирования и посадочной скорости. Скорость планирования определяется для заданного значения су „л на режиме планиро вания по формуле
2G
Су пл p S
Посадочную скорость можно определить по формуле
К , = 0 , 9 5 ] / - 2Сг„
■у пос Р5 '
где коэффициент 0,95 учитывает уменьшение скорости на участке парашютирования. Значение С у П0С берется для посадочного угла
атаки с учетом механизации крыла и влияния |
близости земли. |
П р о б е г . Пробег является завершающим |
этапом посадки. |
Силы, действующие на КЛА при пробеге, показаны на фиг. 3.23. Движение КЛА при пробеге определяется следующими урав
нениями: |
|
|
|
|
G d V _ |
п |
D |
) |
|
g~ d t ~ |
Q F - |
M |
, |
(3.57) |
0 = N + Y - G |
|
J |
|
где F = F,+ F2= f M , N^-N . + N^. |
|
|
|
Приближенно движение |
КЛА при пробеге можно рассматри |
вать равнозамедленным со средним ускорением, равным по абсолютной величине:
[ d V |
R'n ср |
{ dt ср |
О ё ‘ |
Среднее значение тормозящей силы R m cp можно приближенно определить как полусумму значений силы R m в начале и в кон це пробега, т. е.
^ т нач “ Ь Rrt
R m ср —
Так как в начальный момент пробега Y ^ G , то тормозящая
г> |
п, |
|
G |
сила равна силе сопротивления воздуха, т. е. RmHa4~ Q |
noc= т— . |
В конце же пробега, когда V = 0 , сила RmitoH = F = f G . |
&пас |
Тогда |
|
пп* |
|
F ~ '+ f G |
* \ т с р |
2 |
|
d V \ *4.
V2
Lnp—
v н о с
** |
+ |
/ |
к по с |
2 |
g ’ |
|
|
. |
V2 |
|
|
п о с |
|
к пое |
|
Для самолетов |
с носовым колесом при торможении только |
основных колес, |
как показывает эксперимент, в |
среднем |
/= 0 ,1 2 -г- 0,2. • |
|
как |
Общая длина посадочной дистанции определяется |
Сравнительный анализ взлетных и посадочных характеристик современных самолетов показывает, что посадочная дистанция, как правило, заметно больше взлетной. Поэтому проблема улуч шения посадочных характеристик КЛА является не менее важ ной, чем, проблема улучшения их взлетных характеристик. По садочные свойства КЛА можно улучшить путем увеличения су max и путем создания дополнительной тормозящей силы. При менение более современной механизации крыла может дать значительный прирост коэффициента подъемной силы су на режиме посадки, а следовательно, будет способствовать сниже нию посадочной скорости и в целом посадочной дистанции.
Весьма эффективным средством уменьшения длины пробега, а вместе с ней и посадочной дистанции КЛА, могут служить различ ные тормозные устройства: автоматы торможения колес, тормоз ные парашюты, аэрофинишеры и реверс тяги, т. е. поворот тяпи си ловой уста-нощи на угол, превышающий 90°.
Автоматы торможения позволяют получить оптимальное значе ние силы сцеплении колес с поверхностью ВПП и примерно на 20% уменьшают длину тормозного пробега самолета.
За последнее время в авиации, достаточно широкое распростра нение получило торможение самолета при пробеге с помощью па рашютов и ‘начинает входить в практику торможение с помощью ре верса тяги двигателей. Каждый из этих способов сокращает длину пробега примерно на 30—40%. Особенно эффективно их действие при скользкой (обледенелой) поверхности ВПП.
Г Л А В А I V
КРИВОЛИНЕЙНОЕ ДВИЖЕНИЕ КРЫЛАТОГО ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
§ 4.1. УРАВНЕНИЯ КРИВОЛИНЕЙНОГО ДВИЖЕНИЯ КРЫЛАТОГО > ЛЕТАТЕЛЬНОГО АППАРАТА В ГОРИЗОНТАЛЬНОЙ ПЛОСКОСТИ
Движение КЛА по криволинейной траектории в горизонтальной плоскости может рассматриваться как частный случай движения КЛА по пространственным траекториям, общие основы которого из ложены в главе I раздела II. Этот маневр применяется для измене ния направления движения КЛА.
Для искривления траектории КЛА в горизонтальной плоскости необходимо создать центростремительную силу, лежащую в той же плоскости. У КЛА обычной схемы центростремительную силу .мож но получить путем создания крена (фиг. 4.1). При этом подъемная сила, лежащая в плоскости симметрии КЛА, отклоняется от верти кального направления и ее проекция на горизонтальную плоскость является центростремительной силой.
Центростремительную силу можно получить также путем созда ния скольжения КЛА без крена. В этом случае центростремитель ной силой является сумма боковой силы Z и боковой составляющей силы тяги Р. Однако такой способ искривления траектории для КЛА обычной схемы является менее эффективным, чем первый, так как при встречающихся на практике углах скольжения (3 < 15°) боко вая сила мала. Обычно скольжение используется лишь для доворота КЛА на небольшие углы при бомбометании и при стрельбе по воздушным и наземным целям, особенно на малых высотах. Исклю чением» из этого правила являются КЛА с крестообразно распо ложенными крыльями, разворот которых производится без крена, но со скольжением, так как. при скольжении вертикально расположен ное крыло создает значительную боковую силу Z, обеспечивающую необходимую горизонтальную маневренность КЛА.
.Схема сил, действующих па КЛА классической схемы и па кре
стокрылые КЛА при криволинейном движении в горизонтальной плоскости, приведена на фиг. 4.1 и 4.2.
Проектируя силы на ось Ох, совпадающую с направлением ско рости движения, вертикальную ось Оу' и перпендикулярную к ним боковую ось Ог' и принимая во внимание, что в общем случае кри
волинейное движение в горизонтальной плоскости является неустановившимся, уравнении движения центра тяжести КЛА классиче ской схемы получим в следующем виде:
|
G d V |
Р — Q |
|
|
g |
dt ~ |
|
0 = |
Kcosy — |
|
V2 |
|
|
v2 |
(4.1) - |
|
|
|
|
v 1кос |
|
9_Y1 |
G |
..db |
. |
|
— К —гг = |
Y sin т |
|
g |
r |
g |
dt |
|
|
где 6—угол поворота траектории (разворота).
18 А. Г. Бедунковпч и др. |
273 |
|
Приведем аналогичную систему уравнения для крестокрылых КЛА:
G d V — Р cos р — Q g dt
|
О = Y — G |
|
1/3 |
(4.2) |
|
1- |
М 1 |
= - . Л у % |
|
= 2 + P sin p |
|
g r |
g dt |
|
|
где, как и в системе (4.1), сила тяги принята направленной по скорости полета.
В дальнейшем в основном рассматриваются развороты КЛА классической схемы, в процессе которых в результате координи рованного отклонения рулей скольжение отсутствует.
§ 4.2. ПРАВИЛЬНЫЙ РАЗВОРОТ
(ВИРАЖ) И ЕГО ОСНОВНЫЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ
■Разворот (вираж) называется правильным, если он совершает ся в горизонтальной плоскости с постоянным углом крена и ско ростью полета без скольжения.
Для анализа правильного разворота и определения его ха рактеристик воспользуемся си стемой уравнений (4.1), которую для правильного разворота без учета кривизны земли запишем в следующем виде:
P — Q
1/2
Z c o s p |
1- |
V2 |
G — Y cos т |
|
|
1 к о е |
. (4.3) |
|
о |
V 2 |
v . |
|
--------= |
Y sin у |
|
g |
г |
|
Первое уравнение системы (4.3) указывает на то, что силы
вдоль касательной к траектории КЛА уравновешены, а поэтому разворот совершается с l / = const. Из 2-го уравнения, которое выражает условие постоянства высоты, нетрудно получить фор мулы для нормальной перегрузки и потребной скорости разво рота. Как следует из этого уравнения, нормальная перегрузка
|
|
V 2 |
|
|
|
V2 |
|
|
|
1 КС |
(4.4) |
|
у G |
cos 7 |
|
|
Из формулы (4.4) следует, что с ростом угла крена пере грузка также растет. В такой же степени должна расти и подъ-
Y
емкая сила, так как при развороте сила веса КЛА уравновеши вается проекцией подъемной силы на вертикаль Y<:os^ (фиг. 4.3).
Зависимость п у = пу (7) |
для l / < |
Vx кос представлена |
на фиг. 4.4. ■ |
Из этой фигуры видно, |
что наиболее интенсивный рост пу имеет |
место при больших углах крена 7 |
>70°. |
|
|
Для |
крестокрылых |
|
КЛА, как следует из второго уравнения |
системы (4.2), без учета |
кривизны земли |
|
|
|
|
|
|
|
|
пу |
|
|
|
пт |
Z + |
Р sin р |
Z |
+ |
\ Р . |
if |
-f-Psin|3, |
|
G |
7 |
|
_ |
s,n p = |
_ |
l - + Psin$ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
так как
Скорость, потребная для выполнения правильного разворота, Определяется из второго уравнения системы (4.3):
(4-5)
Сравнивая эту скорость со скоростью горизонтального полета при су = const, получим
V , = |
V,.,, |
= V,.,VT, . |
(4.6) |
Отсюда следует, |
что чем |
больше угол крена, |
тем больше |
должна быть при неизменном су скорость разворота. Это объясняется тем, что при развороте вес КЛА уравновешивается
только составляющей |
подъемной |
силы |
Усов 7, т. |
е. |
G—Ycos |
При увеличении же |
угла крена, |
если |
су = const, |
это |
равенство |
может быть сохранено при соответственном увеличении подъем ной силы за счет увеличения скорости разворота.
Скорость разворота крестокрылых КЛА определяется из второго уравнения системы (4.2) и без учета кривизны земли имеет следующее выражение:
Наиболее важными характеристиками правильного разворота, определяющими маневренные свойства КЛА в горизонтальной плоскости, является радиус и время разворота.
Радиус разворота определяется из третьего уравнения систе мы (4.3):
G V£_ _ |
v y |
(4.7) |
g Y sin 7 |
gny sin 7 |
|
Имея в виду, что
V n * — \
sin у = У1 — cos3y =
tly
получим
Выражение |
(4.9) определяет зависимость |
радиуса разворота |
от скорости и |
перегрузки. С уменьшением |
скорости при неиз |
менной перегрузке (угле крена) радиус разворота уменьшается, т. е. маневренность КЛА в горизонтальной плоскости улуч шается. Увеличение перегрузки при постоянной скорости также способствует уменьшению радиуса разворота.
л
Исключив из формулы (4.9) пу , с помощью формулы ('4.6) найдем зависимость r = r(Vp) при су — const:
р
Отсюда следует, что с ростом Vp при су = const радиус раз ворота уменьшается.
Радиус разворота крестокрылых КЛА можно определить из третьего уравнения системы (4.2). При этом
1/2
гv р
gnz
Время правильного разворота на заданный угол ^ также зави сит от I/р и пу , т. е.
V P
Угловая скорость вращения КЛА относительно вертикальной оси, проходящей через его центр тяжести, будет равна угловой скорости вращения вектора скорости, т. е. угловой скорости поворота траектории центра тяжести:
V,_Р _ gVn/ - 1
Г* va
Составляющие полной угловой скорости вращения КЛА на связанные оси Оух и Ozy соответственно будут (фиг. 4.1):
|
(Иу ^ |
О) cos т, |
- |
о)г ^ |
co'sin f |
или |
|
|
|
|
|
|
.1 |
|
( D y ^ |
0 ) |
, |
|
|
|
f l y |
О), |
|
V n / - 1 |
(D—-- ------- |
|
|
|
Пу |
Тяга, потребная для разворота, определяется из первого урав нения системы (4.3)
Pn.p = cx9- ^ S . |
■ (4.12) |
|
|
|
|
р]Р |
Или, имея в виду, ЧТО V/ |
— У\.ппУ и ПРИ СУ == const Рп.г.п = |
г |
г.п |
X |
|
получим |
___ р |
|
-- Gfly |
|
|
Р |
я |
|
(4.13) |
Г * П . р |
ГЛ.г,Л«У |
у > |
|
где £ = — — аэродинамическое качество КЛА при развороте.
Сх |
■ |
Отсюда следует, |
что тяга Р„.р может значительно превосхо |
дить тягу Рп.г.п, поэтому при выполнении правильного разворота необходимо увеличить тягу, развиваемую двигателем, по срав нению с его тягой в горизонтальном полете.
Следует отметить, что когда М > М К^, коэффициенты сх при развороте и горизонтальном полете при су ==const не равны друг другу, так как они соответствуют различным числам М, причем
Мр= Мг.п V fLy • |
для |
разворота |
крестокрылых КЛА, опреде |
Тяга, потребная |
ляется аналогичным |
образом и имеет такое |
же выражение, |
как |
н тяга Рп.г.п, т. е. |
|
|
|
|
|
|
|
Р " ' “ Т - |
(4’14) |
где k —аэродинамическое качество КЛА при |
развороте, отличное |
от аэродинамического |
качества в |
горизонтальном полете |
за |
счет дополнительного индуктивного сопротивления, создавае мого при развороте вертикально расположенными крыльями.
Подобно кривым потребных тяг для горизонтального полета, по формуле (4.13) можно рассчитать и построить кривые по требных тяг для правильного разворота при различных углах крена на заданной высоте. Эти кривые изображены на фиг. 4.5. Нижняя кривая на фиг. 4.5, соответствующая То — 0. является кривой потребных тяг для горизонтального полета. Точки пере сечения кривых потребиых тйг с кривой располагаемой тяги определяют предельные скорости правильного разворота с раз личными углами крена. Наибольшая из этих скоростей является максимальной скоростью горизонтального полета.
Как следует из формулы (4.5), правильный разворот возможен при определенном значении скорости и соответствующем ей значении коэффициента су . При этом с уменьшением скорости разворота потребный коэффициент су и угол атаки при 'f=const возрастают. Наибольшая величина су ограничивается его пре- ■ дельно допустимым значением. Соединив точки, которым на кривых потребных тяг соответствуют зничения су „р.ъ0п, получим отрезок кривой ab (фиг. 4.5), который является одной из границ области правильных разворотов. Эта граница определяет мини мально допустимые скорости правильного разворота и соответ ствующие им потребные тяги.
По мере увеличения угла крена растет и перегрузка, дейст вующая на КЛА. При больших углах крена нормальная пере грузка может достигнуть и даже превзойти предельно допусти мое значение, которое для автоматически управляемых КЛА назначается по соображениям прочности конструкции, а для пилотируемых летчиком КЛА определяется способностью лет чика переносить эту перегрузку. Таким образом, второй грани
цей области |
правильных разворотов является |
кривая |
потребных |
тяг, |
соответствующая предельно допустимой |
перегрузке пу пред • |
На |
фиг. 4.5 |
эта граница изображается отрезком Ьс |
кривой по |
требной ТЯГИ |
при пупред = COllSt . |
|
|
Отрезок кривой располагаемой тяги cd, где пересекаются с этой кривой кривые потребных тяг при различных углах крена у, является третьей границей области правильных разворотов.
Наконец, кривую потребных тяг горизонтального полета в диапазоне скоростей горизонтального полета от скорости, соот ветствующей Супр.'доп, до >максимальной скорости (отрезок ad) можно рассматривать в качестве четвертой границы области правильных разворотов. '
Более наглядное представление о маневренных свойствах КЛА в горизонтальной плоскости дает область правильных раз воротов, построенная в координатах ггУр (фиг. 4.6). По границам этой области нетрудно определить минимальный радиус и со ответствующие им скорости разворота. Из формулы (4.11) сле дует, что время разворота при ф = const будет минимальным
