Вертикальная скорость, режимы набора высоты

 

Вертикальная скорость набора высоты V_y является составляющей скорости полета в режиме набора высоты в нормальной системе координат и равна V_y=V*Sinθ, где θ угол наклона траектории при наборе (угол набора). и V_y = V*Sinθ = V*  = , где ΔN - избыток мощности при наборе. Скорость полета, при которой достигается максимальная вертикальная скорость V_ymax (скороподъемность), называется наивыгоднейшей скоростью набора высоты, и она соответствует максимальному избытку мощности ΔN_max. В РЛЭ самолетов австрийского и американского производства она обозначается V_y. Для самолетов с поршневыми и турбовинтовыми двигателями эта скорость близка к наивыгоднейшей скорости горизонтального полета, она же близка к скорости с минимальным километровым расходом – крейсерской. Величина вертикальной скорости определяет время набора, дальность полета при наборе и расход топлива на набор. Характеристики скороподъемности приводятся в РЛЭ и имеют значения V_НВ(Cessna 172)=72 KT, V_НВ(Da-40)=88 KT, V_НВ(Da-42)=90 KT

 

Cessna 172 (m=1157 кг)(РЛЭ 20.12.2007 стр.5-18):

 

 

DA-40(РЛЭ редакция 1 15.04.11 стр.5-17)

 

Da42(РЛЭ редакция 6 1.04.14 стр.5-18):

 

Скорость V_y зависит от ΔN и уменьшается с увеличением высоты полета. Время набора высоты Δt можно оценить по среднему значению вертикальной скорости Δt=  ; время набора высоты H является суммой этих интервалов времени. По общему времени набора строим график, называемый барограммой набора H(T); для оценки скороподъемности строим зависимость V_y(H), называемый характеристикой скороподъемности.

 

Барограмма набора Сessna172 и Характеристика скороподъемности Cessna 172

       

Барограмма набора DA-40 и Характеристика скороподъемности DA-40

 

Барограмма набора DA-42 и Характеристика скороподъемности DA-42

 

Высота полета, на которой V_ymax = 0 называется теоретическим потолком. Практический потолок соответствует V_ymax = 0.5 м/с. Для С172 H=14000ft, DA40 H=16400, DA42 H=18000ft. С увеличением полетной массы потолок уменьшается.

Дальность полета при наборе – это расстояние L_наб., измеренное в плоскости горизонта от точки, соответствующей началу набора до точки, соответствующей окончанию набора.

Численные значения характеристик набора данного типа ВС для различных масс и высот представлена в таблицах и номограммах РЛЭ.

 

Режимы набора

Зависимость вертикальной скорости набора высоты от скорости набора называется полярой набора и представляет собой годограф вектора скорости при установившемся наборе по траектории с различными углами наклона. Поляры набора строят в координатах V_y и V_x, где V_y=V*Sinθ, V_x=V*Cosθ. Скорость установившегося набора на полярах отображается вектором из начала системы координат, концы этих векторов, соответствующие разным углам набора, соединены кривой. На поляре набора можно видеть характерные точки, определяющие характерные режимы набора.

1 точка соответствует максимальной скорости горизонтального полета, при которой V_y = 0.

2 точка соответствует V_ymax при α_НВ и V_НВ . Этот режим называется режимом максимальной скорости и соответствует набору заданной высоты за минимальное время. Для самолета Cessna 172 равна 74 kt и с увеличением высоты она уменьшается до 72 kt. Причиной этого является смещение ΔN_max при увеличении высоты полета в сторону меньших скоростей полета (бо́льших углов атаки) Da-40 = 72 kt(у земли), DA-42 = 90 kt(у земли).

3 точка соответствует θ_max при α_ЭК и V_ЭК. Эта точка является линией раздела I и II режимов набора высоты. Этот режим набора соответствует максимальному углу набора, при этом расстояние, пройденное по горизонту будет минимальным. Для Cessna 172 = 62 kt, с увеличением высоты эта скорость увеличивается до 67

4 точка соответствует наиболее экономичному набору высоты, при котором при наборе заданной высоты обеспечивается наибольшая дальность полета. Эта скорость больше V_НВ и для самолета Cessna 172 = 75-85 kt

Каждой массе ВС, каждому режиму работы двигателей, каждой высоте соответствует своя поляра набора. В области ниже поляры полет возможен с разгоном, выше – с торможением.