Энциклопедия авиации. Главный редактор: Г. П. Свищёв. Издательство: Москва, «Большая Российская Энциклопедия»

А. И. Тихонов.

Наиболее часто Л. м. применяют для исследований в полёте характеристик сваливания и штопора с отработкой мероприятий по улучшению характеристик самолёта на этих режимах, оценки принципиально новых компоновок, изучения флаттера и аэродинамического нагревания. Л. М. Берестов.

В середине 1950 х гг. фирмой «Хиллер» (США) были созданы Л. п. типа турболёт и Л. п. с соосным несущим винтом в кольцевом канале. Создавались также летательные аппараты, имеющие несколько винтов в кольцевых каналах. В 1958—1964 испытаниями таких аппаратов, названных «летающий автомобиль», занималась фирма «Пясецкий» (США). В дальнейшем пилотируемые Л. п. развития не получили из-за сложности обеспечения удовлетворительной устойчивости в полёте и большой потребной мощности. Продолжались работы по созданию опытных образцов беспилотных платформ, предназначенных для подъёма на высоту различной разведывательной аппаратуры (радиолокационных станций, фотоаппаратов и др.).

Различают беспилотные платформы свободного полёта, когда они управляются по радио, и привязные — управляемые по кабелю, связывающему платформу с взлётно-посадочным устройством (см. рис.). Взлётно-посадочные устройства Л. п. располагаются на колёсном или гусеничном шасси, которое служит одновременно для них и транспортировочным средством.

Лит.: Ружицкий Е. И., Безаэродромная авиация, М.. 1959.

В. А. Касьяников.

Привязная летающая платформа с наземным комплексом; 1 — транспортная машина; 2 — несущий винт летающей платформы; 3 — двигательный отсек; 4 — отсек с аппаратурой; 5 — кабель управления; 6 — посадочное устройство; 7 — кабина операторов.

В лётных учебных заведениях Л. п. курсантов включает ознакомительные и вывозные полёты с инструктором и самостоятельные полёты .на учебных летательных аппаратах, тренировку на тренажёрах, а также ознакомительные, вывозные и самостоятельные полёты на летательных аппарат того типа, для которого производится подготовка пилотов. В ходе производственной деятельности лётный состав проходит систематическую планомерную Л. п., в том числе регулярные тренировки на тренажёрах и лётные проверки для подтверждения права выполнять полеты.

Производственная служба осуществляет приёмку летательного аппарата с контрольно-испытательной станции и их подготовку к лётным испытаниям, заключающуюся в выполнении монтажно-сборочных работ, проведение которых возможно только в аэродромных условиях, а также наземных испытаний и доводки бортового оборудования. Испытания и доводка включают: окончательную отработку и регулировку электрического и радиоэлектронного оборудования, систем штурвального управления, управления механизацией крыла, комплексов пилотирования, навигации и наведения; заправку и отработку кислородного оборудования; списание радио- и магнитной девиации; дозаправку, опрессовку и отработку гидравлических и газовых бортовых систем; отработку и регулировку топливной системы (в том числе градуировку топливомеров), шасси, средств аварийного покидания; расконсервацию и отработку двигателей, отработку бортовых систем, функционально связанных с двигателями. Кроме того, производственная служба определяет массу и центр масс летательного аппарата; предъявляет летательный аппарат, приведённый в рабочее состояние, службе технического контроля; проводит предварительную и предполётную подготовку летательного аппарата, послеполётный осмотр и устраняет замечания по результатам полётов; подключает контрольно-записывающую аппаратуру (КЗА) к бортовым системам и обрабатывает информацию с КЗА о лётных испытаниях. Служба подготовки производства осуществляет технологическую подготовку, поддерживает в работоспособном состоянии контрольно-измерительную аппаратуру, отладочные и заправочные стенды, аэродромную оснастку, здания и сооружения. Аэродромно-техническая служба поддерживает аэродром в работоспособном состоянии. Лётная служба обеспечивает непосредственное проведение лётных испытаниий.

Оборудование ЛИС включает: технологическое оборудование подготовки к полётам — переносную, мобильную и стационарную сервисную контрольно-проверочную аппаратуру, автоматизированные стенды и системы для автономного и комплексного контроля бортового оборудования, поворотные устройства списания девиации; КЗА и средства обработки лётной информации; оборудование общего назначения, содержащее универсальные, смонтированные на шасси автомобиля электро-, пневмо- и гидропитающие агрегаты, топливо-, масло-, воздухозаправочные агрегаты, кислородно-зарядные станции, отработочные агрегаты, подъёмно-транспортные средства, моечные и уборочные машины, стапеля, стремянки и прочую аэродромную оснастку; сооружения — склады ГСМ и запчастей, ангары, отработочные боксы, тир, гараж, служебные и бытовые помещения; аэродром с его оборудованием.

Лит.: Тихомиров В. А., Основы проектирования самолетостроительных заводов и цехов, 2 изд., М., 1975, Технология самолетостроения, 2 изд., М., 1982.

Б. Г. Соловьёв.

летно-исследовательский институт имени М. М. Громова (ЛИИ) — научный Центр по исследованиям и испытаниям авиационной техники в натурных условиях. Создан в марте 1941 на базе ряда подразделений Центрального аэрогидродинамического института в Подмосковье (ныне г. Жуковский). Проводит лётные исследования, охватывающие широкий круг проблем аэродинамики и механики полёта, прочности и воздействия внешней среды, работы силовых установок, элементов и систем бортового оборудования, систем жизнеобеспечения и спасения экипажей самолётов, вертолётов и воздушно-космических аппаратов. Лётные исследования на летающих лабораториях, самолётах-аналогах и летающих моделях обеспечиваются теоретическими разработками, лабораторными и стендовыми испытаниями, математическим и полунатурным моделированием. Значительное место в деятельности ЛИИ занимают разработка методологии, участие в лётных испытаниях и доводке опытных образцов летательных аппаратов. Институт является головной организацией по разработке национальных Норм лётной годности гражданских самолётов и вертолётов и Методов определения соответствия летательных аппаратов нормам. По результатам заводских испытаний ЛИИ принимает решение о лётной годности гражданских летательных аппаратов, участвует в государственных сертификационных испытаниях и совместно с ГосНИИ ГА выдает заключение о соответствии летательного аппарата нормам. Институт проводит работы по обеспечению безопасности полётов летательных аппаратов и участвует в расследовании лётных происшествий.

Полеты летательных аппаратов института и базирующихся организаций обеспечиваются комплексом штатных и специальных средств управления воздушным движением в испытательных зонах и в районе аэродрома; внешне-траекторные измерения выполняются на всех высотах и скоростях радиолокационными, оптическими и лазерными системами. Используются приёмные и передающие радиотелеметрические системы, самолёты-эталоны, летающие пункты управления и сбора информации, киносъёмщики, аварийно-спасательные и транспортные воздушные суда. Измерительные средства обеспечивают регистрацию авиационных рекордов в соответствии с международными требованиями. Специалисты ЛИИ участвуют в работе специализированных международных организаций (ИКАО, ИСО и др.).

Институт имеет конструкторско-производственную базу для оборудования летающих ЛАбораторий и моделей, а также создания средств измерений и регистрации при специальных лётных исследованиях. Располагает вычислительным центром, обеспечивающим автоматизированную обработку информации, в том числе в реальном масштабе времени, и управление лётным экспериментом. Готовит специалистов по лётным испытаниям (работают специализированные кафедры в Московском физико-техническом институте и Московском авиационном институте, школа лётчиков-испытателей).

Награждён орденами Октябрьской Революции (1981), Красного Знамени (1945).

Заводские и государственные Л. и. проводятся по согласованным между заказчиком и исполнителем программам, основанным на типовых программах, с учётом специфики конкретных летательных аппаратов и целей каждого этапа, по единым методическим документам. На заводах-изготовителях летательных аппаратов проходят приёмо-сдаточные испытания в порядке, предусмотренном договором на поставку. Контрольным испытаниям подвергаются летательные аппараты из головной и выборочно из последующих серий. Для накопления опыта эксплуатации в ожидаемых условиях применения летательных аппаратов проводятся эксплуатационные испытания. Научно-методическое руководство Л. и. (разработка типовых программ, методологии Л. и., частных методик испытаний отдельных видов, математическое обеспечение обработки и анализа информации, разработка технических заданий на создание специальной аппаратуры для испытаний) осуществляется головными НИИ отраслей промышленности и заказчика.

Особое значение Л. и. приобретают при создании летательных аппаратов или их систем принципиально новых схем, при изучении неустановившихся движений, составляющих основную часть режимов полёта летательных аппаратов многих типов, и при расширении факторного пространства за пределы ранее достигнутых значений, в особенности если эти области факторного пространства не могут быть смоделированы в лабораторных условиях.

При экспериментах на ЛМ определяются аэродинамические характеристики летательного аппарата, изучаются распределение давления и параметры пограничного слоя, исследуются особенности полёта на больших углах атаки. С помощью ЛЛ и ЛМ изучаются влияние вязкости в сжимаемом потоке при натурных числах Рейнольдса, аэродинамика гиперзвуковых скоростей.

Большую роль играют Л. и. неустановившихся движений самолётов, в особенности на больших и сверхкритических углах атаки, а также отрывных и отрывно-вихревых течений. Аэроупругое взаимодействие летательного аппарата и воздушной среды моделируется в лабораторных условиях лишь частично. Поэтому Л. и. широко применяются для определения внешних нагрузок, действующих на летательный аппарат, и для изучения работы конструкции под действием этих нагрузок. На эксплуатационных режимах полёта и в ряде других случаев изучаются напряжения, деформации и упругие колебания элементов конструкции, распределение давления и температуры на наружной поверхности и температуры в элементах конструкции.

К типичный примерам Л. и. силовых установок относятся: изучение характеристик входных и выходных устройств и согласование их с характеристиками двигателя; уточнение оптимальных законов управления геометрией газовоздушного тракта; определение степени равномерности и спектра пульсации параметров течения в каналах; определение характеристик газодинамической устойчивости силовой установки; исследование особенностей неустановившихся режимов; исследования топливной, масляной и других систем.

В процессе разработки систем бортового оборудования, когда аппаратура создаётся с применением новых физических принципов или для новых условий применения, до постройки опытного образца изготавливается действующий макет или экспериментальный образец, который после лабораторной и стендовой отработки устанавливается на ЛЛ. Л. и., проведённые с использованием макета, позволяют проверить в натурных условиях правильность принципиальных решений, положенных в основу вновь создаваемой аппаратуры. Кроме автономной отработки отдельных систем большое внимание уделяется совместно работе всего комплекса бортового оборудования.

Для исследований воздействия летательного аппарата на окружающее пространство, распространяющегося на значительные площади, требуется создание измерительных полигонов в районе аэродрома (для изучения шума и эмиссии вредных веществ), в испытательных зонах (для исследования звукового удара) или специальных измерительных комплексов (для исследований спутного вихревого следа).

Измерения при Л. и. отличаются разнообразием применяемых средств. Они включают средства фиксации режима полёта летательного аппарата и специальные средства, предназначенные для измерений параметров и характеристик исследуемой системы или явления. До начала лётного эксперимента разрабатываются, отлаживаются и апробируются алгоритмы и программы поэтапной автоматизированной обработки результатов измерений (экспресс-информация, оперативная и полная обработка), то есть создаётся модель эксперимента (рис. 1).

Сокращение сроков проведения и повышение эффективности и безопасности лётного эксперимента может быть достигнуто, если во время полёта результаты бортовых и внешнетраекторных измерений по радиотелеметрической линии передаются в стационарную систему обработки данных и управления экспериментом (рис. 2), где результаты измерений автоматически вводятся в вычислительные устройства, а машинная обработка ведётся в темпе проведения эксперимента и её результаты отображаются на дисплеях. Аналогичные системы применяются для управления экспериментом на борту ЛЛ.

Они позволяют руководителю исследования (на земле или на борту ЛЛ) корректировать выполнение эксперимента и в случае необходимости предупредить лётчика о приближении к зоне опасных режимов или уточнить содержание последующих заданий. Применение методов идентификации позволяет по результатам Л. и. оценить адекватность принятой модели исследуемого явления и уточнить параметры модели.

Впервые в СССР Л. и. начали проводиться в Центральном аэрогидродинамическом институте, где в 1919 по инициативе Н. Е. Жуковского был создан лётный отдел. В коллегию лётного отдела вошли научные работники Центрального аэрогидродинамического института В. П. Ветчинкин, А. Н. Журавченко, Н. В. Красовский, Б. С. Стечкин и Б. Н. Юрьев. Бурное развитие отечественной авиационной науки в годы первых пятилеток сопровождалось широким развёртыванием исследований в полёте. Эти работы проводились под руководством и при непосредственном участии советских учёных В. С. Ведрова, Б. Н. Егорова, Г. С. Калачёва, Н. С. Строева, М. А. Тайца, А. В. Чесалова и других. В марте I941 был создан Лётно-исследовательский институт, ставший научным центром по разработке методологии и проведению исследований авиационной техники в полёте. См. также Лётные испытания.

Лит.: Летные исследования, в кн.: Развитие авиационной науки и техники в СССР, М., 1980; Методы исследований на летающих моделях, под ред. А. Д. Миронова, М., 1988.

А. Д. Миронов.

Рис. 1. Одна из моделей процесса измерений при летных исследованиях: Z — совокупность величии, характеризующих условия эксперимента; Р_t — измеряемый параметр и соответствующий ему сигнал е_i с датчика; {{ψ}} и [{{ψ}}] — «суммарный» сигнал в аналоговой и дискретной формах.

Рис. 2. Структурная схема измерительно-информационной системы для лётных исследований.

лётные ограничения, летно-эксплуатационные ограничеяия, — предельно допустимые для лётной эксплуатации данного летательного аппарата значения параметров его движения и погодные условия, при которых обеспечивается требуемый уровень безопасности полётов. К параметрам движения, на которые накладываются ограничения, относятся углы атаки и скольжения, нормальная и поперечная перегрузки, скорости крена или углы крена, Маха числа полёта, скоростной напор или индикаторная скорость летательного аппарата, минимальная и максимальная скорости и высоты целевого применения летательного аппарата и др. Погодные условия — горизонтальная видимость, нижняя граница облаков, значения бокового ветра и его порывов при взлёте и посадке, состояние взлётно-посадочной полосы и др.

Под требуемым уровнем безопасности полётов понимаются: отсутствие критических явлений в динамике и управляемости летательного аппарата в нормальных условиях полёта при всех допустимых значениях параметров его движения; наличие требуемых гарантийных запасов по каждому из параметров движения, определяющих граничные условия эксплуатации летательного аппарата; отсутствие у летательного аппарата тенденции к немедленному развитию того или иного критическиого режима или к возникновению другой опасной ситуации в случае выхода его на внешнюю границу предельной области режимов полёта (по каждому из параметров движения летательного аппарата, определяющих граничные для него условия эксплуатации); наличие хорошо заметных лётчику естественно или искусственно созданных признаков приближения летательного аппарата к внешней границе эксплуатационной области режимов полёта, перехода его за границу этой области и приближения к внешней границе предельной области режимов полета, полное соответствие действующим нормам всех характеристик устойчивости и управляемости летательного аппарата в любых эксплуатационных условиях его использования (в том числе и в случаях вероятных отказов отдельных функциональных систем).

Предельно допустимые для лётной эксплуатации летательного аппарата значения параметров его движения и погодные условия устанавливаются по результатам лётных испытаний опытного образца с учетом выявленных особенностей летательного аппарата и его функциональных систем.

И. М. Пашковский.

Лётов Александр Михайлович (1911—1974) — советский учёный в области автоматического управления, член-корреспондент АН СССР (1968), После окончания механико-математического факультета Московского государственного университета (1937) работал в авиационной промышленности, занимаясь проблемами инерциальных систем и теорией автопилотов. В 1949—1972 в Институте проблем управления АН СССР, одновременно профессор Московского авиационного института (1961—1967), заведующий кафедрой Университета дружбы народов имени П. Лумумбы (1967—1972), затем заместитель директора Международного института системных исследований. Президент Международной федерации по автоматическому управлению (1958—1960). Труды по устойчивости нелинейных регулируемых систем, динамике полёта, системам управления летательным аппаратом. Основоположник теории аналитического конструирования оптимальных регуляторов. Государственная премия СССР (1972). Награждён орденами Трудового Красного Знамени, «Знак Почёта», медалями.

Соч.: Математическая теория процессов управления, М., 1981.

А. М. Летов.

лётчик — лицо, владеющее искусством управления летательным аппаратом (самолётом, вертолётом, планёром и т. д.). Л. гражданской авиации и Л., управляющих воздухоплавательными аппаратами, принято называть пилотами. См. Экипаж.

При исследовании движения летательного аппарата Л. выступает как звено контура управления. В системе «летательный аппарат — лётчик» Л. рассматривают в двух аспектах: как реального исполнителя для осуществления управления в полёте (и при работе на пилотажных стендах) и как источник информации при формировании математических моделей для описания ручного управления летательным аппаратом. Математические модели поведения Л. формируют обычно в терминах и параметрах теории регулирования. Эти модели используются в расчётных исследованиях при анализе устойчивости замкнутой системы «летательный аппарат — лётчик» и для качественной оценки точности пилотирования, что позволяет выделить основные параметры летательного аппарата и его системы управления, определяющие возможность решения поставленной перед Л. задачи и методически правильно построить экспериментальные исследования на пилотажных стендах и в полёте. На практика наибольшее распространение получила математическая модель поведения Л., разработанная американским учёным Д. Т. Мак-Руэром (McRuer) в конце 50 х гг. В упрощённой форме она представляется в виде передаточной функции

где K_л — коэффициент усиления Л., Т_л — постоянная времени вводимого Л. опережения, T_l — постоянная времени звена, описывающего возможности Л. фильтровать входной сигнал, {{τ}} — время реакции Л., определяемое временем восприятия им информации, её обработки и принятия решения и характерным временем нервно-мускульной реакции. Значение {{τ}} зависит от мобилизованности Л., объёма перерабатываемой информации (числа альтернатив), характера задачи и типа ответных действий. Время простейшей реакции на ожидаемый одиночный так называемый релейный сигнал составляет 0,2—0,3 с (из них 0,1—0,2 с — передача и обработка информации и около 0,1 с — время мускульной реакции).

В более сложных ситуациях, когда от Л. требуется квалифицировать явление, принять ответственное решение для выполнения нестандартных действий, что требует привлечения логического мышления, значение {{τ}} резко увеличивается и может составлять несколько секунд, а в отдельных случаях — десятки секунд и минуты.

Параметры K_л, T_л и Т_l Л. зависят от индивидуальности Л., типа летательного аппарата и конкретной задачи пилотирования. Экспериментально установлено, что параметры передаточной функции могут быть выбраны из условий обеспечения устойчивости замкнутой системы «летательный аппарат — лётчик» и высокого качества процесса управления. Для одноконтурной одноканальной системы «летательный аппарат — лётчик» (рис. 1) с единичной обратной связью условия устойчивости и качества управления формируются в виде требований к частотной характеристике разомкнутой системы «летательный аппарат — лётчик» (рис. 2): {{ω}}_ср — частота среза логарифмической амплитудной характеристики (ЛАХ) должна, по крайней мере, вдвое превышать частоту входного сигнала; в районе частоты среза наклон ЛАХ должен составлять не менее 20 дБ/дек; запас по фазе должен быть не менее {{∆φ}} = 40—60{{°}}, запас по амплитуде — не менее {{∆}}L = 10—12 дБ; кроме того, должны выполняться и другие требования.

На стадии расчётного анализа конкретной задачи динамики полёта с использованием модели Л. могут быть не только определены настраиваемые параметры системы управления летательным аппаратом, но и качественно предсказана оценка лётчика. Для этой цели используются две группы экспериментально определяемых зависимостей оценок летательных аппаратов лётчиком: 1) от параметров передаточной функции Л. (характеризуют напряжённость и степень трудности задачи пилотирования); 2) от параметров частотной характеристики разомкнутой системы «летательный аппарат — лётчик» (характеризуют устойчивость системы и качество управления).

Описанная простейшая модель Л. применима к задачам пилотирования, выполняемым на уровне рефлекторных реакций и не требующим принятия сложных логических решений.

Рис. 1. Структурная схема одноконтурной одноканальной замкнутой системы «летательный аппарат — лётчик».

Ч. О. Линдберг.