Влияние эксплуатационных факторов на характеристики набора

 

На характеристики набора – градиент η_м угол набора θ_н, вертикальную скорость V_y, время набора заданной высота _н, дальность полета при наборе L _н , расход топлива m_T влияют эксплуатационные факторы такие как высота Н, полетная масса m, температура наружного воздуха t °C, обледенения, отказа двигателей, режима работы двигателей, скорость ветра и.т.д.

Влияние высоты полет.

При увеличении высоты полета плотность воздуха р уменьшается; потребная истинная скорость набора V _наб = увеличивается, потребная мощность N_наб = P _наб ∙ V _наб увеличивается. Располагаемая тяга P _наб и мощность V _н с увеличением H уменьшаться, что приводит к уменьшению избытка тяги ΔP = P _расп – P _г.п и мощности ΔN = N _расп – N _г.п  , а значит к уменьшению угла набора _н ,(  ) и к уменьшению вертикальной скорости V _y (V_y = ). При этом наивыгоднейшая скорость (V_{y max}) набора V _нв с увеличением высоты уменьшается (V _нв = 74 knots) при H = 0 и V _нв = 72 knots с увеличением H, для самолета Cessna; 187  при Н = 0 и 175 при Н = 500 м для ЯК – 18Т; экономическая скорость набора _max с увеличением высоты увеличивается (62 узла у земли и 67 узлов при для самолета Cessna 172). Это связано с изменением зависимости ΔP (V) и ΔN (V) с высотой.

Скорость полета не должна быть меньше практически минимальной скорости, поэтому для ВС Cessna 172 полет со скоростью 62 узла не должен быть длительным т.к эта скорость близка к линии раздела 1 и 2 режимов полета V _эи. Резкое уменьшение мощности двигателя при переходе к Г.П. может привести к просадке и к уменьшению эксплуатационного диапазона скоростей. При увеличении высоты для выдерживания прямолинейного режима полета C_y ( ) S, G  необходимо увеличивать полетный угол атаки , и запас от полетного угла атаки до критического (α_пр - ) уменьшается.

Устойчивость и управляемость с увеличением высоты уменьшаются, т.к уменьшаются управляющий моменты руля направления и руля высоты.

К.П.Д воздушного винта η_вв также зависит от высоты полета. Для ВИШ частота вращения поддерживается постоянной, и уменьшение плотности с высотой приводит к увеличению углов установки лопастей, а значит максимальное η_вв достигается при большой скорости. При подъеме на высоту с постоянной скоростью КПД ВВ уменьшается.

Для ВФШ максимальное значение η_вв  реализуется только при полете на расчетной высоте; на любой другой высоте КПД ВВ уменьшается.

Влияние полетной массы и температуры наружного воздуха.

Увеличение полетной массы приводит к увеличению скорости сваливания, к уменьшению эксплуатационного диапазона скоростей, к уменьшению вертикальной скорости и угла набора, к уменьшению максимальной скорости полета, практического и теоретического потолков.

Изменение температуры воздуха приводит к уменьшению располагаемой тяги и мощности; как следствие, уменьшение избытков тяги и мощности, а значит и уменьшение угла набора высоты и вертикальной скорости.

Влияние постоянного по величине и направлению ветра.

Истинная скорость полета самолета V, т.е скорость полета относительно воздушных масс, не изменяется. Не изменяется и приборная скорость; но земная скорость GS (Ground Speed) и ее проекция на горизонтальную плоскость земной С.К. путевая скорость меняются, увеличиваясь при попутном и уменьшаясь при встречном ветре.  

 

РИС. 1

РИС. 2

Из рисунка видно, что при постоянном встречном (попутном) ветре истинная, приборная и вертикальная скорость не меняются; время набора заданной высоты не изменяется. Угол набора увеличивается при встречном ветре (уменьшается при попутном); дальность полета наборе уменьшается при встречном (увеличивается при попутном).

Влияние сдвига ветра на характеристики набора.

Сдвигом ветра называется изменение скорости ветра в атмосфере, на расстоянии от 300 до 100 метров. При вертикальном сдвиге ветра скорость (и направление) изменяются в вертикальной плоскости. Вертикальный сдвиг ветра наиболее опасен на небольших высотах и взлетно – посадочных режимах. При попадании в сдвиг ветра изменяются не только путевая, но и приборная и вертикальная скорости. При невмешательстве пилота в управление самолета отклоняется от расчетной траектории. На рисунке 3 встречный сдвиг ветра, при котором приборная скорость при наборе высоты будет уменьшаться, что вызовет уменьшение вертикальной скорости и отклонение траектории вниз от расчетной. Если в этом случае пилот увеличивает угол атаки (угол тангажа), то приборная скорость уменьшается еще больше и ВС момент выйти на режим сваливания. Потерю скорости необходимо восстановить, увеличив режим работы двигателя.  

 

 

РИС 3.

 

Влияние отказа двигателя на характеристики набора.

В случае отказа одного из двигателей на двухдвигательном самолете обеспечение необходимых градиентов набора зависит от массы ВС; от атмосферных условий (t°C, p, U); от сопротивления воздушного винта, особенно если винт зафлюгирован. Располагаемая мощность уменьшается, лобовое сопротивление увеличивается, коэффициент подъемной силы уменьшается (потеря обдувки крыла); в результате уменьшения избытка мощности вертикальная скорость уменьшается, время набора и дистанция увеличивается и требуемый градиент набора обеспечить не удается. Как видно из номограмм РЛЭ DA 42 при некотором сочетании m, t°C, p набор вообще невозможно осуществить и возможно только снижение самолета.