Влияние высоты на летные данные самолета

Рассмотрим горизонтальный полет на различных высотах при одном и том же полетном весе и угле атаки.

При выполнении горизонтального полета на любой высоте необ­ходимо обеспечить равенство подъемной силы и веса самолета. Для выполнения этого условия при постоянном весе и угле атаки на большей высоте, где плотность воздуха мень­ше, истинная скорость горизонтального полета должна быть боль­ше, но приборная скорость одна и та же.

Сохранение приборной скорости при любом постоянном угле атаки на различных высотах объясняется тем, что приборная ско­рость замеряет динамическое давление q=rV²/2. С поднятием на высоту для сохранения Y=G при постоянном угле атаки (Су=const) квадрат истинной скорости полета увеличивается во столько раз, во сколько раз уменьшается плотность воздуха, а зна­чит, динамическое давление и приборная скорость остаются посто­янными. Это хорошо видно из выражения rV²/2, получа­емого из уравнения Y=G; правая часть не зависит от высоты, т. е. динамическое давление и приборная скорость с высотой не меня­ются.

Учитывая это, можно установить связь между истинной и при­борной скоростями. Для определения истинной скорости необходи­мо значение приборной скорости умножить на высотный коэффи­циент Ör₀/r_H, т. е. V=VпрÖr₀/r_H, и наоборот, Vпр=V/Ör₀/r_H, где значения r₀ и r_Н берутся из таблицы стандартной атмосферы.

Сохранение приборной скорости при любом постоянном угле атаки на всех высотах при одном и том же весе самолета имеет большое значение и в обеспечении безопасности полета, так как позволяет пилоту определять режим полета (угол атаки). Так, например, минимально допустимые скорости полета для всех вы­сот устанавливаются по величине приборной скорости (широкая стрелка на указателе скорости).

Тяга, потребная для горизонтального полета на малых числах М, от высоты (плотности воздуха) не зависит. Это объясняется сле­дующим. Полет при постоянном угле атаки (Сх=const) с данных полетным весом (G=const) на всех высотах выполняется на одной и той же приборной скорости, а значит, при одном и том же дина­мическом давлении. Следовательно, сопротивление самолета при таких условиях не изменяется, и тяга, потребная для горизонталь­ного полета, остается величиной постоянной

Х=СхSrV²/2=Pгп=const

Таким образом, под действием одной и той же тяги горизон­тальный полет на заданном угле атаки при постоянном полетном весе на больших высотах выполняется на одной и той же прибор­ной скорости, что и у земли, но с большей истинной скоростью.

Так как с поднятием на высоту скорость звука уменьшается, а истинная скорость полета при постоянной приборной увеличивает­ся, то увеличивается и число М. Учитывая это, можно утверждать, что постоянство потребной тяги и приборной скорости (угла атаки) будет сохраняться до той высоты, до которой число М будет оста­ваться меньшим 0,4, т. е. пока можно еще пренебрегать влиянием сжимаемости воздуха. Если при заданной приборной скорости (уг­ле атаки) число М горизонтального полета станет больше 0,4, то потребная тяга увеличится, так как вследствие сжимаемости воз­духа коэффициент Сх на этом угле атаки и сопротивление самоле­та увеличатся.

Для определения летных характеристик самолета с заданным полётным весом на различных высотах полета пользуются кривы­ми потребных и располагаемых тяг для этих высот (рис. 18).

Для определения величины тяги, потребной для выполнения го­ризонтального полета при любой постоянной скорости (угле атаки) и заданной высоте, используют поляру горизонтального полета для этой высоты (см. рис. 5 а). Из поляры берутся значения Су и Сх и по соответствующим формулам вычисляются аэродинамическое качество и тяга, потребные для горизонтального полета на задан­ных скоростях. В результате этих вычислений составляется табли­ца значений потребной скорости и тяги с учетом сжимаемости воз­духа для заданной высоты полета. Такие таблицы составляются для ряда высот. На основании таблиц производится построение. кривых потребных тяг для этих высот.

Кривые располагаемых тяг для этих же высот строятся на ос­новании результатов испытаний двигателя.

Так как с поднятием на высоту скорость, потребная для гори­зонтального полета, при любом постоянном угле атаки увеличива­ется, а потребная тяга не изменяется (за исключением больших чисел М), то кривые потребных тяг на графике смещаются вправо с поправкой на сжимаемость воздуха при больших числах М.

Располагаемая тяга силовой установки самолета с поднятием на высоту уменьшается (см. гл. 2), кривые располагаемых тяг для различных высот показать на рис. 13.

Вследствие изменения потребной скорости, располагаемой тяги и потребной тяги для больших чисел М изменяются летные харак­теристики самолета с поднятием на высоту.

На рис. 18 и 19 показано изменение характерных скоростей го­ризонтального полета самолета Ил-76Т при полетном весе 160000 кгс с поднятием на высоту.

1. На кривой 1 (см. рис. 19) показано изменение истинной мак­симальной скорости горизонтального полета при приборной ско­рости 600 км/ч и числе М=0,77, причем на Н=7500 м на V=600 км/ч ПР число М= 0,77.

2. Минимальная (теоретическая) скорость горизонтального по­лета соответствует критическому углу атаки. Эта скорость практически равна скорости срыва Vс, определяемой летными испытания­ми. На кривой 5 показано изменение минимальной истинной ско­рости горизонтального полета при изменении высоты. Полет на ми­нимальной скорости, соответствующий критическому углу атаки будет до H=4500 м, а на больших высотах угол атаки станет меньше критического, так как располагаемая тяга силовой уста­новки станет меньше потребной для горизонтального полета. Угол атаки, соответствующий этой скорости, будет уменьшаться.

Для обеспечения безопасности полеnа на всех высотах устанав­ливается минимально допустимая приборная скорость, равная 1,25 Vс (кривая 4).

Как видно из графиков минимальная и минимально допустимая истинные скорости с увеличением высоты увеличиваются. Величи­ны скоростей срыва у земли при различном весе самолета показа­ны на рис. 16.

3. Изменение теоретического и практического диапазона скоро­стей с поднятием на высоту показано соответственно кривыми 1—5 и кривыми 1—4.

4. На кривой 3 показано изменение наивыгоднейшей истинной скорости горизонтального полета. При Н=0 Vнв=448. ..450 км/ч ПР и равна истинной. С увеличением высоты наивыгоднейшая ис­тинная скорость увеличивается.

5. Кривая 2 показывает увеличение истинной скорости при на­боре высоты со скоростью Vнаб=530 км/ч ПР и ее уменьшение при числе М=0,73.

Глава 4. ВЗЛЕТ

Общие сведения о взлете

При подготовке к взлету:

анализируются метеорологические ус­ловия полета на заданном маршруте и на аэродромах взлета и посадки;

по номограммам определяется максимально допустимый взлет­ный и посадочный вес самолета;

разрабатывается план полета по заданному маршруту в соот­ветствии с требованиями РЛЭ;

для выбранного взлетного веса определяются скорость приня­тия решения V₁, скорость начала подъема колес передней опоры V_R, безопасная скорость взлета со взлетной конфигурацией самолета V₂, безопасная скорость начала уборки механизации V₃, безопасная скорость с полетной конфигурацией самолета V₄;

рассчитывается коммерческая нагрузка и потребное количество топлива на полет;

выбирается схема размещения загрузки и рассчитывается цент­ровка самолета, обеспечивающая допустимый диапазон центровок в течение всего полета;

определяется угол установки стабилизатора;

производится предполетный осмотр самолета и его оборудова­ния каждым членом экипажа в соответствии с РЛЭ.

В процессе подготовки к полету и взлету необходимо учитывать все летные ограничения самолета Ил-76Т.