Учебное пособие основы полета (аэродинамика самолета Боинг-757-200) Москва -2013г

СНИЖЕНИЕ

Схема сил, действующих на самолет при снижении (Рсн>0) и при планирования (Рсн=0), изображена соответственно на рис. 27.

Для осуществления снижения необходимо:

а) условие выполнения полета с постоянным углом снижения:

Y = Gy = G cos θсн

б) условие выполнения снижения с постоянной скоростью:

X = G_x + Pсн = G sin θсн + P_сн

Если тяга Р=0, то самолет планирует. Постоянный угол планирования обеспечивается равенством:

Y = G cos θпл,

а полет с постоянной скоростью будет при равенстве:

X = G sin θпл.

Воспользовавшись условием:

определим потребную скорость снижения:

Так как углы снижения транспортных самолетов небольшие, то подъемная сила практически равна полетному весу самолета. Поэтому скорость снижения практически равна скорости горизонтального полета и зависит от полетного веса самолета, угла атаки и плотности воздуха.

При выполнении снижения Х = G sin θсн + Рсн.

Из этого равенства угол снижения определяется по формуле:

Так как при малых углах снижения Y=G sin θсн= tg θсн, то:

Если самолет планирует, то Рсн=0, а угол планирования будет:

Отсюда видно, что угол планирования зависит от аэродинамического качества (угла атаки, положения шасси и механизации крыла, обледенения самолета и числа М).

При наивыгоднейшем угле атаки аэродинамическое качество максимальное, а угол планирования минимальный.

Из треугольника скоростей (см. рис. 27) вертикальная скорость снижения определяется по формуле:

Величина вертикальной скорости снижения зависит от полетного веса, угла атаки, положения шасси и механизации крыла (закрылков, предкрылков и гасителей подъемной силы), обледенения самолета, плотности воздуха (высоты полета), числа М и величины тяги:

а) при увеличении полетного веса самолета скорость и вертикальная скорость снижения увеличиваются;

б) при выпуске шасси и механизации крыла, а также при обледенении, аэродинамическое качество самолета уменьшается, угол снижения и вертикальная скорость возрастают;

в) при меньшей плотности воздуха скорость снижения и вертикальная скорость увеличиваются;

г) при снижении на больших числах М (на высоте) вследствие сжимаемости воздуха аэродинамическое качество уменьшается, угол и вертикальная скорость снижения возрастают;

д) увеличение тяги при снижении уменьшает угол и вертикальную скорость снижения.

Минимальную вертикальную скорость снижения самолет имеет на угле атаки несколько больше наивыгоднейшего.

Дальность снижения – это расстояние, которое проходит самолет по горизонту, снижаясь с данной высоты.

Для определения дальности снижения рассмотрим треугольник (см. рис. 27), из которого видно, что:

Если самолет планирует, то:

а дальность планирования:

Если тяга Р_сн>0, то:

а дальность снижения:

Видим, что дальность снижения зависит от высоты Н, потерянной при снижении, и угла снижения θсн.

При выпуске шасси и механизации крыла (закрылков, предкрылков и гасителей подъемной силы), при обледенении самолета аэродинамическое качество уменьшается, угол снижения увеличивается, а дальность снижения уменьшается. При увеличении Рсн, θсн и Vу сн уменьшаются, а Lсн увеличивается.

Наибольшая дальность планирования будет при αнв, так как аэродинамическое качество при этом максимальное.

На дальность снижения (планирования) влияет ветер, причем, величина дальности изменяется на величину сноса самолета ветром Wх×t, где: Wx – скорость ветра, м/с; t – время снижения. При попутном ветре дальность снижения увеличивается, а при встречном уменьшается на величину сноса самолета ветром. В этом случае дальность снижения:


Поляра скоростей снижения

График, показывающий зависимость вертикальной скорости снижения от поступательной скорости на различных углах атаки, называется полярой скоростей снижения.

По поляре скоростей планирования можно определить ряд характерных скоростей и режимов планирования.

1.Экономическая скорость планирования и соответствующий ей экономический угол атаки определяются проведением параллельно оси абсцисс касательной к поляре скоростей. В точке касания находится экономический угол атаки, а перпендикуляр, восстановленный из точки касания на ось скоростей планирования, обозначит экономическую скорость планирования. Планирование на экономической скорости будет происходить с наименьшей скоростью снижения Vy.

2. Наивыгоднейшую скорость планирования и наивыгоднейший угол атаки a_нв можно найти проведением касательной из начала координат к поляре скоростей. В точке касания находим угол атаки, в точке пересечения перпендикуляра, восстановленного из точки касания с осью скорости, - наивыгоднейшую скорость. На этой скорости угол снижения минимальный, а дальность планирования - максимальная.

3. Два угла атаки (a₁ и a₂) при одинаковом угле снижения находятся, если из начала координат провести секущую к поляре скоростей. Так же как на поляре самолета (Су = f (Cx,a)), на поляре скоростей планирования определяются два режима планирования I и II, границей раздела которых является наивыгоднейшая скорость полета.

Рис. 28 Поляра скоростей снижения