3. Анализ возможности реализации ттт и его корректировка.

Описанное выше математическое моделирование боевых операций ведется при некоторых усредненных параметрах самолетов. В процессе проработки в ОКБ эти параметры могут быть уточнены и ТТТ скорректированы.

ВНУТРЕННЕЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ.

Ограничим рассмотрение предварительного проектирования уровнем разработки технического предложения.

Блок-схема предварительного проектирования.

Эволюция тз

Исходные данные для проектирования.

ТЗ на проектирование самолета.

Перечень норм, имеющихся на кафедре 108.

• АП-21 – процедура сертификации

• АП-21FG – сертификация для производства

• АП-23 – легкие самолеты

• АП-25 – ТРАНСПОРТНЫЕ САМОЛЕТЫ

• АП-29 – вертолеты гражданские

• АП-183 – представители авиационной власти

• Нормы по шуму

• Нормы по эмиссии

Исходные данные для проектирования самолета задаются в виде Тактико-Технических Требований (ТТТ), состоящих их двух частей:

1. Специальной – определяющей конкретные характеристики данного проектируемого самолета (ЛТХ, экономические характеристики, эффективностные характеристики и прочие).

2. Общей – определяющей общие требования ко всем самолетам данного назначения. Регламентируются НЛГС-3, для гражданских самолетов – АП-23 (АП25), ОТТ ВВС – для военных самолетов, а так же нормы прочности.

Таким образом, ТТТ задают ограничения на объект решения, т.е. на самолет. Кроме того, при проектировании следует учитывать ограничения на способ решения: степень новизны проекта, сроки проектирования, наличие технических средств автоматизации проектирования и т.д.

Физические ограничения (климатические, МСА, нормируемые порывы и т.д.) задаются МСА и подобными документами.

Формирование специальной части ТТТ производиться при анализе задач внешнего проектирования.

Рассмотрим требования и ограничения, сформулированные в общей части ТТТ: т.е. в ОТТ ВВС, НЛГС-3, АП-23, АП-25.

1. Требование обеспечения безопасности полета самолета на всех режимах (в качестве примера рассмотрим требования к процедуре взлета гражданского самолета).

1. Многолетний опыт эксплуатации пассажирских самолетов позволил выработать стандартную методику взлета, обеспечивающую безопасность и не требующую чрезмерной тяговооруженности или слишком малой нагрузки на крыло (см. НЛГС-3).

На схеме введены следующие обозначения:

V₁ – критическая скорость отказа двигателя (скорость принятия решения).

Это скорость, при которой дистанция прерванного взлета равна дистанции продолженного взлета.

Если двигатель отказал при V  V₁ - взлет прерванный, т.к. L_прерв  L_{продолж}. Если двигатель отказал при V  V₁ - взлет прерванный, т.к. L_{продолж}  L_прерв.

Кроме того, АП устанавливают безопасные соотношения между величинами скоростей на разных участках взлета, величинами C_y, градиентами набора высоты и т.д.

В качестве исходной используется величина скорости V_взл.min:

V_ОНК – скорость отрыва носового колеса.

Параметр	Для 2-3 двиг. с-та	Для 4-х двиг. с-та
VОНК VОТР V2 Cyдоп взл (соотв. скор. V2)	≥ 1,05 Vmin взл.  ≥ 1,1 Vmin взл. ≥ 1,2 Vmin взл.	≥ 1,07 Vmin взл. ≥ 1,15 Vmin взл.

На взлете очень важно выдерживать безопасный градиент набора высоты (характеризуется tg):

Из схемы:

Gsin = P-X [1]

Gcos = Y [2]

Поделим [1] на [2] и получим:

откуда

Градиенты набора высоты нормируются для всех участков взлета, но расчетным является третий участок, при этом градиент должен выдерживаться с учетом отказа одного из двигателей.

Количество двигателей на самолете	Нормируемый градиент набора на 3 участке (с учетом отказа 1 из двигателей)
2 3 4	0,024 0,027 0,030

Вышеприведенные цифры характерны для дозвуковых пассажирских магистральных самолетов.

Требования ОТТ ВВС аналогичны по структуре, но мене жесткие по запасам

Потребное значение тяговооруженности самолета из условия обеспечения градиента набора высоты при условии отказа одного из двигателей определяется по формуле:

k_V – коэффициент, учитывающий изменение тяги двигателя в зависимости от скорости, давления и температуры.

Таким образом, для хороших взлетных характеристик самолета необходимо иметь высокие значения и k_взл.

Взлетная дистанция:

Аналогичным образом регламентируются требования к посадке самолета.

V_ЗП ≥ 1,3V_{min пос.}

V_ПОС ≥ 1,1 V_{min пос.}

Vy  3 м/сек (ограниченные по прочности)

Vy  5 м/сек (палубные самолеты)

V_{y реальн} = 0,1 - 0,3 м/сек.

В вышеприведенных формулах встречались L_разб. и L_проб., определим их:

Из механики известно:

Энергия, затрачиваемая на разбег: , откуда

Выразим среднюю ускоряющую силу через:

• среднюю силу тяги двигателя

• силу аэродинамического сопротивления

• силу трения колеса о ВПП

Тогда получим:

или, разделив числитель и знаменатель на G:

Отсюда, можно по заданной V_отр определить из условия обеспечения L_разб.

Выбор расчетной перегрузки.

Величина перегрузки ограничивается:

• снизу – требованиями маневренности и других летно-технических характеристик (ЛТХ)

• сверху – требованиями прочности и жесткости

• физиологическими возможностями летчика