Влияние физических характеристик на располагаемую тягу двигателей

Располагаемая тяга (Р_р )турбореактивных двигателей, под которой понимается наибольшая тяга, развиваемая двигателем на данной высоте при допустимом режиме работы, зависит от температуры и давления на уровне полета. С достаточной точностью ее можно выразить формулой:

Р_р=т_в (C­V) (12)

где:т_в масса воздуха, проходящая через двигатель за 1 сек.;

С скорость истечения газов на срезе сопла;

V воздушная скорость самолета.

Из данной формулы видно, что располагаемая тяга прямо пропорциональна расходу воздуха. Так как весовой расход воздуха зависит от его плотности, то повышение температуры или понижение давления приводит к уменьшению располагаемойтяги. При постоянном давлении располагаемая тяга зависит только оттемпературы воздуха на данной высоте. В случае положительногоотклонения температуры воздуха от СА располагаемая тяга уменьшается, а в случае отрицательногоувеличивается.

С высотой располагаемая тяга уменьшается и зависит от величины вертикального температурного градиента. Чем больше вертикальный температурный градиент, тем меньше уменьшаетсяплотность воздуха и медленнее падает располагаемая тяга. В слоях инверсии и изотермии плотность воздуха с высотой убывает быстрее. Это обуславливает более интенсивное уменьшение располагаемой тяги с высотой. Соответствующиезависимости силы тяги от температуры и давления и ее отклонения от стандартной для конкретных двигателей приводятся вруководствах по летной эксплуатации (РЛЭ) и других источниках.

Влияние физических характеристик на часовой

расход топлива

Влияние реального состояния атмосферы на часовой расход топлива можно выразить формулой:

Сч = Сч.ст , (13)

Сч и Сч.ст – фактический и стандартный часовой расход топлива;

P и Pcт – фактическое и стандартное давление;

Т и Тст – фактическая и стандартная температура;

При полете на постоянной барометрической высоте эта формула упрощается, так как высота полета задается по барометрическому высотомеру от стандартного нулевого уровня и Р = Рст. Поэтому формула (13) будет иметь вид:

Сч = Сч.ст (14)

Анализ формул (13) и (14) показывает, что при понижении давления и температуры часовой расход топлива уменьшается. При полетах на малых высотах, где температура и давление возрастают, расход топлива значительно увеличивается.

В том случае, если надо определить количество топлива, необходимое для выполнения полета на определенную дальность, учитывают километровый расход топлива (Ск), который связан с часовым расходом топлива соотношением:

Ск = (15)

Километровый расход топлива будет наименьшим на предельно допустимой высоте полета. Но выбор режима полета зависит не только от таких факторов, как температура и давление, но и от целого ряда других: скорости и направления ветра, наличия гроз, болтанки, обледенения и др.

1.5 Ветер

Ветерпредставляет собой горизонтальное движение воздуха относительно земной поверхности. Основные его характеристики – направление и скорость. Направление ветра выражается в градусах или румбах той части горизонта, откуда дует ветер. Градусы отсчитываются от северного направления географического меридиана по часовой стрелке от 0 до 360°. Направление ветра может также указываться по 16 румбам, для обозначения которых используются русские или латинские наименования (С, ССВ, СВ, В и т.д.).С учетом преобладавшего направления ветра выбирают направление ВПП при проектировании аэродромов. Сильные ветры сказываются на безопасности полетов и регулярности движения воздушных судов. В курсовой работе необходимо провести анализ направления и скорости ветра. В таблице 5 указаны среднемесячные значения скорости ветра за 4 срока, средняя и максимальная скорость ветра за каждый месяц и за год, а также повторяемость (в %) скорости ветра следующих градаций 0-5 м/с, 6-11 м/с, 12-15 м/с, более 15 м/с в течение каждого месяца и в течение года.

Таблица 5

Ветер (скорость − м/с) (Кишинев,1969 год)

Месяц	Сроки наблюдений					Средняя скорость		Максимальная скорость		Повторяемость скорости ветра различных градаций
										N		0­5м/с			6­11м/с			12­15м/с			 15м/с
	03	09	15	21							n		P	n		P	n		P	n		P
1	2,9	3,1	3,6	3,1	3,1		8		124		111		89,52	13		10,48	0		0,00	0		0,00
2	2,5	2,8	3,4	2,5	2,8		8		112		109		97,32	3		2,68	0		0,00	0		0,00
3	1,7	1,8	2,9	1,9	2,0		7		124		121		97,58	3		2,42	0		0,00	0		0,00
4	2,1	2,5	4,1	2,4	2,7		8		120		107		89,17	13		10,83	0		0,00	0		0,00
5	1,5	2,2	3,5	2,0	2,3		8		124		119		95,97	5		4,03	0		0,00	0		0,00
6	1,1	2,0	2,8	1,7	1,9		6		120		118		98,33	2		1,67	0		0,00	0		0,00
7	1,9	2,6	3,4	2,2	2,5		9		124		112		90,32	12		9,68	0		0,00	0		0,00
8	0,7	1,5	2,7	1,5	1,6		6		124		123		99,19	1		0,81	0		0,00	0		0,00
9	0,9	0,9	2,3	0,9	1,2		7		120		118		98,33	2		1,67	0		0,00	0		0,00
10	1,0	1,1	3,4	1,4	1,7		9		124		118		95,16	6		4,84	0		0,00	0		0,00
11	1,6	1,4	3,0	1,9	1,9		9		120		112		93,33	8		6,67	0		0,00	0		0,00
12	2,5	2,5	2,7	2,6	2,5		9		124		111		89,52	13		10,48	0		0,00	0		0,00
год	1,7	2,0	3,1	2,0	2,1		9		1460		1379		94,45	81		5,55	0		0,00	0		0,00

Для анализа изменчивости скорости ветра строим по данным таблицы 5 два графика:

− годового хода средней и максимальной скорости ветра (Рис.8);

− годового хода повторяемости (в %) скорости ветра следующих градаций 0-5 м/с, 6-11 м/с, 12-15 м/с, более 15 м/с (Рис.9).

Анализируя повторяемость скорости ветра различных градаций, можем сказать, что в Кишиневе за 1969 год преобладал ветер со скоростями 0-5 м/с. Повторяемость таких ветров за год составила 94,45%. Максимальная повторяемость наблюдалась в августе – 99,19%, а минимальная – в апреле, и составила 89,17%.

Ветер со скоростями 6-11 м/с за год наблюдался 81 раз с повторяемостью 5,55%. Максимальная повторяемость наблюдалась в январе и декабре – 10,48%, а минимальная – в августе – 0,81%.

Ветер со скоростями 12-15 м/с и более 15 м/с в Кишиневе за 1969 год не наблюдался вовсе.

В таблице 6 указаны данные о среднемесячной повторяемости (в %) ветров различных румбов. Ветры со скоростью равной или меньше 3 м/с, как мало влияющие на взлет и посадку самолетов, отнесены к штилевому состоянию.

Таблица 6

Ветер (направление) (Кишинев,1969 год)

Месяц	N	Штиль (0­3м/с)		СВ		В			ЮВ			Ю			ЮЗ			З			СЗ			С
		n	P	n	P	n	P	n		P	n		P	n		P	n		P	n		P	n		P
1	124	70,0	56,45	9,5	7,66	8,5	6,85	5,5		4,44	2,0		1,61	0,0		0,00	0,0		0,00	15,5		12,50	13,0		10,48
2	112	70,0	62,50	9,5	8,48	14,0	12,50	9,5		8,48	0,5		0,45	0,0		0,00	0,0		0,00	4,5		4,02	4,0		3,57
3	124	96,0	77,42	9,5	7,66	2,5	2,02	1,5		1,21	1,5		1,21	0,0		0,00	0,0		0,00	2,5		2,02	10,5		8,47
4	120	86,0	71,67	3,5	2,92	1,0	0,83	4,0		3,33	0,0		0,00	3,5		2,92	0,5		0,42	13,0		10,83	8,5		7,08
5	124	96,0	77,42	0,0	0,00	0,0	0,00	7,5		6,05	5,0		4,03	2,5		2,02	1,0		0,81	10,0		8,06	2,0		1,61
6	120	105,0	87,50	0,0	0,00	0,0	0,00	1,5		1,25	2,5		2,08	0,5		0,42	2,0		1,67	7,0		5,83	1,5		1,25
7	113	96,0	84,96	0,0	0,00	0,0	0,00	0,0		0,00	0,0		0,00	0,0		0,00	1,0		0,88	12,0		10,62	4,0		3,54
8	124	114,0	91,94	0,5	0,40	0,0	0,00	1,5		1,21	1,5		1,21	0,0		0,00	0,0		0,00	3,5		2,82	3,0		2,42
9	120	114,0	95,00	0,0	0,00	0,0	0,00	0,0		0,00	0,0		0,00	0,0		0,00	0,0		0,00	2,5		2,08	3,5		2,92
10	124	107,0	86,29	0,0	0,00	0,0	0,00	0,0		0,00	1,0		0,81	0,0		0,00	1,0		0,81	12,0		9,68	3,0		2,42
11	120	97,0	80,83	0,0	0,00	0,0	0,00	3,5		2,92	7,5		6,25	2,5		2,08	1,5		1,25	6,0		5,00	2,0		1,67
12	124	93,0	75,00	0,5	0,40	2,5	2,02	2,0		1,61	2,5		2,02	0,0		0,00	1,0		0,81	9,5		7,66	13,0		10,48
год	1449	1144,0	78,95	33,0	2,28	28,5	1,97	36,5		2,52	24,0		1,66	9,0		0,62	8,0		0,55	98,0		6,76	68,0		4,69

N –общее количество наблюдений

n–количество случаев;P− повторяемость в %.

Используя сведения о среднемесячной повторяемости ветров различных румбов, которые указаны в таблице 6, рассчитываем среднюю повторяемость штилей и среднюю повторяемость ветров этих румбов за каждый сезон года. (Средняя повторяемость за сезон − это сумма повторяемостей данного направления ветра за три месяца деленная на три). Полученные результаты записываем в таблицу 6.1.

Таблица 6.1. Повторяемость ветров разных направлений

Сезоны года	Штиль (0-3м/с)	СВ	В	ЮВ	Ю	ЮЗ	З	СЗ	С
Зима	64,65	5,51	7,12	4,84	1,36	0,00	0,27	8,06	8,17
Весна	75,50	3,53	0,95	3,53	1,75	1,65	0,41	6,97	5,72
Лето	88,13	0,13	0,00	0,82	1,10	0,14	0,85	6,42	2,39
Осень	87,37	0,00	0,00	0,97	2,35	0,69	0,69	5,59	2,34

Анализируя направление ветра по таблице 6.1 и графикам (Рис.10-14) в Кишиневе, можем сказать, что:

Зимой преобладал северо-западный (повторяемость 8,06%) и северный (8,17%) ветры. Средняя скорость ветра составляла 2,8 м/с. Максимальная скорость наблюдалась в декабре – 9 м/с (Рис.10).

Весной так же преобладал северо-западный (6,97%) и северный (5,72%). Средняя скорость составила 2,3 м/с. Максимальная – 8 м/с и наблюдалась в апреле и в мае (Рис.11).

Летом – северо-западный (6,42%). Средняя скорость ветра в этот сезон составляла 2 м/с, а максимальная наблюдалась в июле – 9 м/с (Рис.12).

Осенью – северо-западный (5,59%). Средняя скорость ветра – 1,6 м/с. Максимальная составляла 9 м/с в октябре и в ноябре (Рис.13).

Как видим в течение года преобладал северо-западный ветер (6,76%). Средняя скорость ветра за 1969 год составляла 2,1 м/с, а максимальная 9 м/с (Рис. 14).

Анализируя таблицу 6, можем сказать, что:

• в январе преобладал северо-западный ветер (12,50%);

• в феврале – восточный (12,50%);

• в марте – северный (8,47%);

• в апреле – северо-западный (10,83%);

• в мае – северо-западный (8,06%);

• в июне – северо-западный (5,83%);

• в июле – северо-западный (10,62%);

• в августе – северо-западный (2,82%) и северный (2,42%);

• в сентябре – северный (2,92%);

• в октябре – северо-западный (9,68%);

• в ноябре – южный (6,25%);

• в декабре – северный (10,48%);

За год преобладало северо-западное направление ветра (6,76%).

Так как в Кишиневе в 1969 году существенно преобладающее направление ветра за год северо-западное, то целесообразно использовать направление ВПП северо-запад – юго-восток (315°-135°).