69207

Зліт і посадка літака

Лекция

Астрономия и авиация

Зліт і посадка є відповідно первинним і завершальним етапами польоту літака. При зльоті й при посадці змінюються швидкість і висота польоту тому рух літака в цих режимах є несталим. Зліт і посадка літака найбільш відповідальні етапи польоту що вимагають від льотчика граничної уваги і точності.

Украинкский

2014-10-01

6.06 MB

12 чел.

(Л10)    2.20. Зліт і посадка літака     [1], c. 53-55

Зліт і посадка є відповідно первинним і завершальним етапами польоту літака. При зльоті й при посадці змінюються швидкість і висота польоту, тому рух літака в цих режимах є несталим.

Зліт і посадка літака найбільш відповідальні етапи польоту, що вимагають від льотчика граничної уваги і точності. Основна трудність зльоту і посадки полягають в тому, що ці етапи польоту виконуються поблизу землі й на малих швидкостях, коли ефективність аеродинамічних органів управління і несучих поверхонь мала, а резерву часу і простору для виправлення навіть незначних помилок немає. Тому до злітно-посадочних характеристик літаків пред'являються спеціальні вимоги, обумовлені безпекою польотів.

Зліт сучасного літака складається з наступних етапів: розбіг по землі; відрив; розгін з набором висоти (рис. 2.73).

Рис. 2.73. Схема зльоту літака.

Перед зльотом літак вирулює на лінію старту. Льотчик загальмовує колеса і плавно виводить двигуни на злітний режим. Потім колеса розгальмовуються і починається розбіг. Більшу частину розбігу літак здійснює в стояночному положенні. Зі збільшенням швидкості польоту збільшуються аеродинамічні сили і ефективність оперення, що дозволяє підняти переднє колесо та збільшити кут атаки. Літак продовжує рухатися прискорено по злітній смузі, але вже на основних колесах. Швидкість і аеродинамічні сили продовжують збільшуватися.

Літак відривається від землі в той момент, коли піднімальна сила Y стає більше ваги літака  G. Швидкість відриву  Vвідр - це швидкість, при якій літак безпечно відділяється від землі й вже має достатню керованість. Швидкість відриву визначається по формулі    . При цьому приймають   су відр  0,85су max.

Після відриву від землі висота набирається при одночасному розгоні літака. Зліт літака закінчується після досягнення ним умовної висоти перешкод на підходах до аеродрому  Нумов. По вимогах Міжнародної організації Цивільної авіації (ІСАО) величина  Нумов = 10,7 м для зльоту і 15 м для посадки.

Проекція траєкторії зльоту літака на горизонтальну площину від початку розбігу до моменту набору умовної висоти перешкод, на якій досягається безпечна швидкість польоту  Vбез, називається злітною дистанцією  Lзл. Довжина злітної дистанції дорівнює сумі довжин розбігу і розгону з набором висоти. Для сучасних літаків довжина злітної дистанції приблизно в 2,5 рази перевищує довжину розбігу.

Характеристики зльоту літака: швидкість відриву, довжина і час розбігу, довжина і час проходження злітної дистанції, кут атаки при відриві та інші – залежать від великого числа конструктивних і експлуатаційних факторів. До числа основних конструктивних факторів відносяться: вага літака  G  і питоме навантаження на крило  G / S, тягоозброєнність  Ррозт / G, властивості крила, що несуть і наявність на ньому механізації. До числа основних експлуатаційних факторів належать: стан атмосфери (тиск, температура, густина повітря і наявність вітру) та стан злітно-посадочної смуги (місце розташування, ухил і якість). Кращими вважаються такі характеристики зльоту, при яких швидкість відриву, довжина і час проходження різних етапів зльоту найменші.

Для зменшення швидкості відриву  Vвідр  (збільшення коефіцієнта  су відр) використовують механізацію крила  (богатощілеві висувні закрилки, передкрилки і носки, що відхиляються). Використання потужної механізації крила зменшує довжину розбігу літака на  10 – 15 %. Застосування крила зі змінюваною в польоті стрілоподібністю дозволяє скоротити довжину розбігу і злітну дистанцію надзвукових літаків на 50 % і більше. Зменшуючи швидкість відриву  Vвідр або збільшуючи тягоозброєнність літака, можна значно скоротити довжину розбігу і злітну дистанцію. Збільшення тяги двигуна за рахунок включення форсажу дає можливість скоротити довжину розбігу і злітну дистанцію на 50 %.

При зустрічному вітрі для відриву літака потрібна менша швидкість щодо землі, а, отже, і менша довжина розбігу. Зменшення тиску і збільшення температури приводить до зменшення густини повітря. В результаті падає тяга двигунів, а швидкість відриву, довжина розбігу і злітна дистанція збільшуються. Тому в жарких температурних умовах і при розміщенні злітно-посадочної смуги (ЗПС) високо в горах довжина розбігу і злітна дистанція більше, ніж у стандартних умовах. Якщо ЗПС має ухил, то при русі літака під ухил довжина розбігу зменшується, а при русі на підйом довжина розбігу збільшується.

Характеристики зльоту літака  Ту – 154 при злітній масі - 90 тонн, відхиленні закрилків – 28о і передкрилків – 18,5о приведені на рис. 2.74:

Рис. 2.74. Злітна дистанція літака  Ту – 154.

LРОЗБІГУ = 1215 м (3 двигуни);      LРОЗБІГУ = 1900 м (1 двигун).

Довжина злітної дистанції до набору літаком висоти  H = 10,7 м:

Lзл = LРОЗБІГУ + LЗЛіТНОї  ДІЛЯНКИ = 2080 м.

Ан – 12 (на старте перед розбігом)

Alhpa (розбіг перед зльотом)

“Ягуар” (відрив переднього колеса, відрив всіх коліс шасі і розгін з набором висоти)

EF – 2000 (зліт на форсажі, прибирання шасі)

В – 17 (зліт з ґрунтового аеродрому)


Авіаносець

Су – 25 (зліт з авіаносця)


F – 14 (після зльоту з авіаносця)

Як – 36 (вертикальний зліт)

“Хариер” (вертикальний зліт)


Літак вертикального зльоту і посадки з поворотними гвинтами

V – 22 “Оспри”

(розбіг перед зльотом)

(зліт)

(набір висоти після зльоту)


(політ по літаковому)

(висить по вертолітному)


Посадка є заключним етапом польоту і представляє сповільнений рух літака зі зниженням до повної зупинки. Схема посадки літака зображена на рис. 2.75.

Рис. 2.75. Схема посадки літака.

Посадці передують предпосадкові маневри - вихід до аеродрому і захід на посадку. Вихід до аеродрому здійснюється з застосуванням різних радіотехнічних засобів і закінчується над дальньою приводною радіостанцією. Для економії палива і зменшення часу знаходження літака в районі аеродрому захід на посадку прагнуть виконувати з прямій. Перед посадкою на висоті 300-400 м  льотчик випускає шасі, потім на висоті 150-200 м випускає закрилки, зменшує тягу двигунів і виконує розрахунок та захід на посадку.

В процесі розрахунку і заходу на посадку швидкість польоту, з одного боку, повинна не менше чим на 30 % перевищувати мінімальну швидкість польоту (звалювання), а з іншого боку, вона не повинна перевищувати гранично припустиму для посадкового положення механізації крила і шасі.

Горизонтальна проекція траєкторії посадки літака з висоти умовної перешкоди  (15 м)  до повної зупинки називається посадковою дистанцією  Lпос.

Посадкова дистанція літаків складається з наступних етапів: зниження (планерування), вирівнювання, витримування, приземлення (торкання) і пробігу по землі до повної зупинки.

На етапі планерування літак знижується при роботі двигунів на режимі малого газу з вертикальною швидкістю  Vу = 5 – 8 м/с.

Після планерування необхідно перевести літак з похилого положення в горизонтальне положення і погасити зниження. Це виконується на етапі вирівнювання. Для цього льотчик вибирає штурвал на себе, кут атаки збільшується, коефіцієнт піднімальної сили зростає, а швидкість зменшується. Вирівнювання закінчується на висоті 0,5-1 м.

Наприкінці вирівнювання літак має ще досить велику швидкість польоту, при якій приземлення утруднене і небезпечно. Для гасіння швидкості льотчик виконує витримуваннямайже горизонтальна повітряна ділянка траєкторії. На етапі витримування під дією сили лобового опору відбувається гальмування літака. В міру зменшення швидкості для підтримки висоти льотчик збільшує кут атаки, доводячи його наприкінці витримування до посадкового значення.

При деякому значенні швидкості  V = Vпос  піднімальна сила більше не врівноважує ваги літака, літак торкається землі, здійснюючи приземлення. Приземлення літака, що має шасі з носовим колесом, відбувається на основні (задні) колеса, а літака, що має хвостове колесо, - на основні (передні) і хвостове колесо одночасно. Швидкість літака в момент приземлення називається посадковою 

.

Після приземлення відбувається сповільнений рух літака по землі - пробіг спочатку на основних колесах шасі, а потім на всіх колесах з використанням гальмівних засобів.

У літаків з великою тягоозброєнністю витримування проводять зазвичай по похилій траєкторії з плавним поступовим наближенням основних коліс шасі до землі. Довжина дистанції етапу витримування таких літаків звичайно значно більше, чим у літаків з поршневими двигунами. Вирівнювання літаків з великою тягоозброєнністю починають не над ЗПС, а на підході до неї, щоб забезпечити приземлення літака поблизу початку ЗПС.

Посадкові характеристики літаків, так само як і злітні характеристики, залежать від ряду конструктивних і експлуатаційних факторів.

Для зменшення довжини посадкової дистанції Lпос  необхідно знижувати посадкову швидкість  Vпос  і застосовувати різного роду гальмівні пристрої.

Зменшення посадкової швидкості можливо за рахунок зниження посадкової ваги літака  G, збільшення площі крила  S  і коефіцієнта піднімальної сили  cуmax, тобто поліпшення несучих властивостей крила. Поліпшення несучих властивостей на посадці досягається за допомогою механізації крила, і в першу чергу закрилків. Чим більше кут відхилення закрилків, тим більше сила лобового опору літака і тем швидше зменшується Vпос. При цьому відхиляти закрилки на посадці можна на більший кут, чим на зльоті. Застосування механізації дозволяє зменшити посадкову швидкість і довжину посадкової дистанції на 25 - 35 %. Використання на літаках крила зі змінюваної стрілоподібністю дає можливість істотно зменшити посадкову швидкість і скоротити довжину пробігу на 50 % і більше.

Великий вплив на посадкові характеристики надає застосування гальмівних пристроїв під час пробігу літака по землі. Як гальмівні пристрої можуть застосовуватися гальма коліс, повітряні гальма (інтерцептори), гальмівні парашути, аеродромні засоби (запобігають викочування літака за межі ЗПС), реверс тяги (зміна напряму тяги двигунів). Застосування цих засобів скорочує довжину пробігу в
(
2-2,5) рази.

Серед експлуатаційних факторів найбільш сильний вплив на посадкові характеристики надає стан ЗПС. Наприклад, зледеніння ЗПС приводить до зниження коефіцієнта тертя на пробігу в 1,5 – 2 рази і збільшенню довжини пробігу на 30 – 50 %. При посадці під ухил довжина пробігу літака збільшується. Посадка, як правило, проводиться проти вітру, оскільки зустрічний вітер зменшує довжину пробігу.


Ан – 12 (зниження перед посадкою з випуском шасі)

А- -40 (вирівнювання перед приземленням)

Ан – 12 (витримування перед приземленням)


Bf – 109 (торканняя передніх коліс при посадці)

F – 15 (торкання задніх коліс при посадці)

Су – 25 (гальмування парашутом при пробігу на посадці)


F – 4 “Fantom (посадка)

(зниження з випуском шасі)

(вирівнювання)

(торкання ЗПС задніми колесами)


(пробіг з випуском парашута)

(гальмування парашутом)

F - 14 (захід на посадку на авіаносець)


F/A – 18 (посадка на авіаносець)


А – 40 (посадка на воду)


2.21. Правильний віраж літака     [1], c. 55-57, 151-153

Віраж - це криволінійний політ літака в горизонтальній площині. Цей найбільш поширений вид криволінійного польоту служить для зміни напряму польоту. В практиці розрізняють віражі правильні й неправильні. Правильний віраж - це рівномірний рух літака по криволінійній траєкторії в горизонтальній площині з постійним радіусом  r  і кутом крену  γ  (кут між площиною симетрії літака і вертикальною площиною). Ознаками правильного віражу є:    V = const;    H = const;
r = const;    γ = const. Неправильний віраж це політ літака по криволінійній траєкторії зі змінюваними радіусом або висотою. Схема сил, що діють на літак при правильному віражі, показана на рис. 2.76.

Рис. 2.76. Правильний віраж.

Для виконання віражу (викривлення траєкторії польоту) необхідно створити доцентрову силу. Це досягається нахилом вектора піднімальної сили літака  Y  в бік розвороту на кут крену  γ, тобто нахилом літака.

Сила лобового опору  Х  врівноважується силою тяги двигунів  Р. Проекція вектора піднімальної сили на вертикальну площину  Yв  врівноважує силу ваги  G. Проекція вектора піднімальної сили на горизонтальну площину  Yг  є тією доцентровою силою  Fц, що викривлює траєкторію польоту і залишається неврівноваженою.

Умови, необхідні для виконання правильного віражу, можна записати у вигляді рівнянь:

Yв = G = Ycosγ - умова польоту в горизонтальній площині (H = const);

Р = Х - умова постійності швидкості польоту на віражі (Vв = const);

Fц =  = Ysinγ = Yг - умова криволінійного руху по дузі окружності радіусом  r.

При віражі піднімальна сила, як видно з рис. 2.76, повинна бути більше, ніж у звичайному горизонтальному польоті. Отже, при віражі крило літака навантажене більше. Відношення піднімальної сили при віражі  Y  до піднімальної сили, потрібної для звичайного горизонтального польоту  Yгп, називається перевантаженням на віражі

nв =  = .

У горизонтальному польоті  nв = 1,  тому що  Y = G. При віражі піднімальна сила (перевантаження) повинна бути тим більше, чим більше кут крену літака  γ. Оскільки при віражі   G = Ycosγ, то

nв =  = .

Отже, при правильному віражі перевантаження  nв  визначається тільки кутом крену  γ  і не залежить від типу і ваги літака  G.

Характерні параметри віражу - швидкість  Vв  і  радіус траєкторії  r.

Одна з умов правильного віражу G = Y∙cosγ = cу∙S∙∙cosγ. Розв’язуючи отримане рівняння щодо швидкості, отримаємо:

Vв = = Vгп.

Радіус траєкторії віражу можна знайти з умови криволінійного руху літака при віражі. Відомо, що   = Ysinγ. Підставивши в це рівняння замість  Y  його значення, отримуємо   = Ysinγ = cу∙S∙∙sinγ. Звідси визначимо радіус траєкторії віражу:

r = .

Формула дозволяє оцінити вплив різних факторів (G, , S, γ, cу) на радіус віражу. Однак у неї в явному виді не входить швидкість  Vв, безсумнівно, що впливає на радіус віражу. З рис 2.76 можна записати вираз для визначення горизонтальної складової піднімальної сили

Yг = Yв∙tgγ = G∙tgγ.

У свою чергу відомо, що  Yг = .  Дорівнявши праві частини рівнянь, отримуємо вираз, що показує залежність радіуса віражу від швидкості на віражі:

r = .

Радіус віража r зі збільшенням швидкості Vв при постійному куті крену
(
γ= const) зростає, а при збереженні постійної швидкості  (Vв = const) зі збільшенням кута крену  γ  зменшується. Проте швидкість  Vв  робить на радіус віражу  r  набагато більший вплив, чим крен  γ.

Час виконання віража:

t =  = .

Як видно з формули, час виконання віражу  t  у меншому ступені, чим радіус  r, залежить від швидкості польоту на віражі  Vв.


F/А18

С – 130

V – 22 “Оспри”


2.22. Дальність і тривалість польоту літака     [1], c. 57-58

Дальність і тривалість польоту - дві найважливіші льотно-тактичні характеристики літака.

Дальність польоту - це відстань, зміряна по земній поверхні, яку пролетить літак по маршруту від місця зльоту до місця посадки.

Тривалість польоту – це час перебування літака в повітрі від моменту відриву від ЗПС до моменту приземлення.

Розрізняють технічну, практичну і тактичну дальність і тривалість польоту.

Технічна дальність - це відстань, яку може пролетіти одиночний літак в безвітря при повному виробленні палива з урахуванням того, що в баках залишається тільки залишок палива, що не виробляється. Залишок палива, що не виробляється складає приблизно  1,5 % від загального запасу палива і визначається конструктивними особливостями паливної системи, оскільки паливо з баків не може бути повністю вироблено.

Практична дальність - це відстань, яку пролітає літак при збереженні в баках мінімального гарантованого залишку палива. Зазвичай практична дальність визначається з умови витрачання розташовуваного запасу палива, тобто загального запасу палива за винятком залишку, що не виробляється і так званого аеронавігаційного запасу (для виконання різних маневрів перед посадкою, для повторного заходу на посадку і т.д.), що становить  (10-15) %  від загального запасу палива.

Наприклад, для літака Ту – 154 практична дальність польоту на висоті 11 км, при швидкості 900 км/год, повному запасі палива і зустрічному вітрі зі швидкістю 50 км/год становить  4000 км. Дальність польоту при повному комерційному завантаженні
2560 - 3030 км, а перегін порожнього літака  -  4820 км.

Тактична дальність польоту оцінюється відстанню, яку може пролетіти одиночний літак або група літаків для виконання бойового завдання з урахуванням необхідних запасів палива для забезпечення безпеки польоту.

Дальність і тривалість польоту залежать від великої кількості факторів, таких, як злітна вага і запас палива, швидкість і висота польоту, наявність або відсутність зовнішніх підвісок, економічність двигунів і правильність їх регулювання, атмосферні умови (тиск, температура, вітер).

У найпростішому випадку дальність складається з ділянок набору висоти  Lнаб, горизонтального польоту  Lгп  і зниження  Lзниж, (рис. 2.77), тобто:
L = Lнаб + Lгп + Lзниж.

Рис. 2.77. Найпростіший профіль польоту.

Ділянка горизонтального польоту становить приблизно  85 %  усій відстані для літаків середньої дальності та до  95 %  для літаків великої дальності.

Іноді політ виконується з поверненням на аеродром вильоту. Найбільша відстань, яку може пролетіти літак за умови повернення його на аеродром вильоту без проміжних посадок і дозаправки в повітрі, називається радіусом дії.

Дальність  L  і тривалість польоту  Т  на горизонтальній ділянці при запасі палива  Gτ  можна визначити по формулах:

L = Gτ /ск;      Т = Gτ /сh,

де:   ск - кілометровий розхід палива - це розхід палива на один кілометр шляху;

сh - годинний розхід палива - це кількість палива, що витрачається за 1 годину польоту.

В польоті на крейсерській швидкості годинний розхід палива у літака Іл-62 дорівнює  8040 кг/год,  у літака  Ту-1343300 кг/год, у літака  Як-422880 кг/год, у літака Ан-24900 кг/год.

Розхід палива в польоті значною мірою залежить від режимів польоту і роботи двигунів, польотної маси ЛА, висоти польоту, наявності вітру та ін. Кілометровий і годинний розхід палива з підйомом на висоту зменшуються, тому максимальна дальність і тривалість зростають при польоті на більшій висоті. У міру вироблення палива в польоті маса літака постійно зменшується, а висота практичної стелі зростає. Тому дальність (тривалість) польоту можна збільшити, якщо летіти з набором висоти по злегка похилій до горизонту траєкторії. Такий режим польоту отримав назву політ по стелях.  З існуючих способів збільшення дальності й тривалості польоту найбільш ефективні збільшення запасу палива при використанні підвісних паливних баків і дозаправка літаків у повітрі.

C – 130

YF – 22 і КС – 10А

КС – 135 и SR – 71A


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

74385. Стоимость потерянной электроэнергии в электрической сети 225 KB
  Наличие потерь электроэнергии в электрической сети приводит к необходимости дополнительной выработки электроэнергии на электростанциях и, как следствие, дополнительным расходам финансовых средств энергосистемы на производство и передачу электроэнергии.
74387. ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ К СХЕМАМ И НАДЕЖНОСТИ ЭЛЕКТРОСНАБЖЕНИЯ 61.5 KB
  При построении схем системы передачи и распределения электроэнергии можно условно разделить на системообразующие и распределительные электрические сети. К системообразующим относят электрические сети которые объединяют электрические станции и крупные узлы нагрузки. Системообразующие сети выполняют на напряжения 330 500 и 750 кВ обеспечивая тем самым их большую пропускную способность. Назначение распределительных сетей передача электроэнергии от подстанций системообразующей сети к центрам питания сетей городов промышленных предприятий и...
74389. Принципы формирования разомкнутых сетей. радиальные и магистральные нерезервированные и резервирование сети 865.5 KB
  Схема электрической сети определяется применяемыми номинальными напряжениями числом ступеней трансформации схемой соединения подстанций конфигурацией сети и схемами электрических соединений понижающих подстанций. При проектировании электрической сети и выборе ее схемы в первую очередь решается задача выбора Uном и ступеней трансформации. Схема соединения сети или конфигурация сети определяет соединение ветвей и узлов.
74390. ПРИНЦИПЫ ФОРМИРОВАНИЯ СХЕМ ПРОТЯЖЕННЫХ ЭЛЕКТРОПЕРЕДАЧ СИСТЕМООБРАЗУЮЩИХ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СЕТЕЙ 87 KB
  При развитии системообразующей сети они становятся ее составной частью. В этом случае протяженная электропередача соединяющая несколько системных подстанций является элементом системообразующей сети. Схему системообразующей сети формируют исходя из ее многофункционального назначения. При этом должна обеспечиваться достаточная пропускная способность отдельных линий и сечения сети группы линий связывающих один регион с другим надежная выдача мощности в систему крупных электростанций надежное питание крупных узлов нагрузки.
74391. Способы присоединения концевых, транзитных и узловых подстанций к электрической сети 45.5 KB
  Способ присоединения подстанции к сети напряжение и количество присоединяемых линий а также вид применяемых коммутационных аппаратов определяют схемы понижающих подстанций рис. Подстанции питающие сеть рассматриваемого напряжения называют центром питания ЦП. Как правило это подстанции более высокой ступени напряжения...