Инженерные основы ЛТЭ ЛА и АД. Материал к вопросам №1. Летнотехническая эксплуатация двигателей и функциональных систем летательных аппаратов в ожидаемых условиях эксплуатации
 Скачать 0.53 Mb.
|
|
22.3.2. Заход на посадку и посадка Заход на посадку и посадка ЛА являются самыми сложными эта- пами полета. Задачей этапа захода на посадку является: вывести ЛА на посадочный курс и обеспечить посадочную конфигурацию ЛА и посадочную скорость. Основным параметром полета при заходе яв- ляется скорость захода на посадку – V зп , которая устанавливается в зависимости от посадочной массы ЛА в соответствии с таблицами руководства по летной эксплуатации. Заход на посадку начинается с предпосадочного маневра, который выполняется с момента освобождения эшелона перехода с последу- ющим «вписыванием» в прямоугольный маршрут на высоте круга. Построение предпосадочного маневра производится в соответствии с установленной для каждого аэродрома схемой и указаниями служ- бы движения. В зависимости от рельефа местности и интенсивности движения ЛА применяются следующие режимы захода на посадку: • заход на посадку по прямоугольному маршруту; • заход на посадку «с прямой» или с доворотом к точке четвертого разворота; • заход на посадку с выходом на дальний приводной радиомаяк (ДПРМ) на установленной высоте и снижение по схеме. В зависимости от условий посадки, технической оснащенности ЛА и квалификации экипажа могут применяться и другие специальные режимы захода на посадку (заход на посадку в режиме системы слепой 513 Летно-техническая эксплуатация двигателей... посадки, заход на посадку по неточным средствам: VOR, ДМЕ и др.). Основой построения схем захода на посадку является прямоуголь- ный маршрут («коробочка»). Началом маневра при заходе на посадку является ДПРМ, выход на который производится в нижнем воздуш- ном пространстве на эшелонах, расположенных выше исходной вы- соты для прямоугольного маршрута. После выхода на ДПРМ с посадочным курсом ЛА переводится в режим снижения с вертикальной скоростью 10 м/с и скоростью по прибору согласно руководству по летной эксплуатации. После раз- ворота на курс, обратный посадочному, продолжается снижение ЛА с сохранением прежнего режима полета с погашением скорости до скорости выпуска шасси. Выпуск шасси производится на траверзе ДПРМ перед третьим разворотом. После третьего разворота выпу- скаются закрылки в промежуточное (взлетное) положение. На ЛА с совмещенным управлением механизацией крыла и стабилизатором необходимо убедиться в перестановке стабилизатора в посадочное положение, отклонении предкрылков и отключении полетных загру- жателей бустерной системы управления. После выхода из четвертого разворота перед входом в глиссаду выпускаются закрылки в посадоч- ное положение. Данная очередность выпуска шасси и механизации крыла для некоторых типов может изменяться. Например, при заходе на посадку по данной схеме выпуск шасси на самолете Ил-96 произ- водится после четвертого разворота, а на траверзе ДПРМ произво- дится только выпуск механизации крыла. Режим захода на посадку «с прямой» является самым экономич- ным и применяется в том случае, если рельеф местности и воздуш- ная обстановка позволяют снижаться с маршрута визуально на высо- ту, равную высоте входа в глиссаду на расстоянии 30 км от ВПП, и направление подхода к аэродрому совпадает с направлением посадки или отличается от него на угол не более 45 . Шасси и закрылки выпу- скаются на удалении от ВПП не менее 20 км, и выполняется маневр выхода на предпосадочную прямую. Перед входом в глиссаду скорость полета уменьшается до реко- мендованной руководством по летной эксплуатации в зависимости от посадочной массы ЛА. Выдерживание постоянной скорости на глис- саде обеспечивается соответствующим режимом работы двигателей таким образом, что суммарная тяга двигателей должна составлять 514 Основы теории технической эксплуатации летательных аппаратов Р дв Р = mg(sinΘ+C x /C y ) yy , (22.14) где Θ- угол наклона глиссады, при этом SinΘ = (P дв -X)/mg. Посадка является наиболее сложным этапом полета. Сложность посадки обусловлена большим объемом информации, поступающей к экипажу, и малым временем для ответных действий экипажа. Назначение этапа посадки: приземление ЛА и пробег после призем- ления до полной остановки или скорости руления. Посадка состоит из следующих участков: I - предпосадочное сни- жение; II – выравнивание; III – выдерживание; IV - парашютирова- ние (приземление); V - пробег (риc. 22.2). Участок предпосадочного снижения является продолжением глис- сады и представляет собой прямолинейное движение по наклонной траектории с постоянной скоростью. Установленные схемы поса- док предусматривают полет над входной кромкой ВПП (над торцем ВПП) на высоте 15 м со скоростью, которая называется минимальной скоростью пересечения кромки ВПП. Рис. 22.2. Траектория движения ЛА при выполнении посадки Участок выравнивания обычно начинается на высоте 6 - 10 м. В начале этого участка двигатели дросселируются до полетного малого газа. В зависимости от положения двигателей относительно центра тяжести ЛА при дросселировании двигателей возможно появление пикирующего или кабрирующего моментов. l ПР l l П l 0, 25 м 1 м 6-10 м h = 15 м V IV III II I 515 Летно-техническая эксплуатация двигателей... Выдерживание ЛА с ТРД производят по пологой наклонной траек- тории с постоянным уменьшением высоты и скорости и заканчивают на высоте 0,5-0,25 м. Уменьшение скорости компенсируется непре- рывным увеличением угла атаки, обеспечивая примерное равенство подъемной силы и силы тяжести ЛА. Когда угол атаки приблизится к значению на 2 - 3 меньше кри- тического, а скорость уменьшится настолько, что подъемная сила станет меньше силы тяжести ЛА, произойдет его парашютирование (приземление). Приземление считается грубым при вертикальной скорости встречи с землей свыше 3 м/с. Участок пробега начинается после приземления ЛА на колеса ос- новных опор шасси и заканчивается остановкой ЛА на ВПП (или достижением скорости руления). На пробеге должна быть погашена большая доля кинетической энергии ЛА, которую он имел на плани- ровании. Направление на пробеге выдерживается поворотом колес передней опоры шасси и при необходимости - раздельным торможе- нием колес основных опор шасси. Основными посадочными характеристиками ЛА являются: поса- дочная скорость – V пос ; ускорение торможения при посадке – j пос ; дли- на пробега – L пр ; длина воздушного участка – L ву ; посадочная дистан- ция – L пос ; посадочная масса ЛА – m пос Посадочная скорость – это скорость ЛА в момент касания ВПП колесами основных опор шасси. Она определяется из условия равен- ства подъемной силы и силы тяжести ЛА в момент приземления V пос = (2 (( ·m пос ·g/C y.пос ·ρ·S кр ), (22.15) где С у.пос – коэффициент подъемной силы при посадке. Длина пробега – это расстояние, проходимое ЛА с момента каса- ния ВПП колесами основных опор шасси до полной остановки или скорости руления. Длина пробега определяется по формуле L проб = V пос 2 /(2·j · пос.ср ), (22.16) где j пос.ср – средняя величина ускорения торможения на пробеге. Воздушный участок посадки – это расстояние по горизонтали, проходимое ЛА от момента пересечения торца ВПП на высоте 15 м до приземления. 516 Основы теории технической эксплуатации летательных аппаратов Посадочная дистанция – это расстояние по горизонтали, проходи- мое ЛА от момента пересечения торца ВПП на высоте 15 м до пол- ной остановки на ВПП L пос = L ву + L проб . (22.17) Посадочная масса ЛА рассчитывается на предполетной подготов- ке экипажа и уточняется перед снижением с эшелона. Посадочные характеристики ЛА зависят от ряда конструктивных и эксплуатационных факторов. Основными конструктивными фак- торами являются: аэродинамическое качество ЛА, эффективность тормозных устройств, тип шасси, количество и расположение двига- телей, давление в пневматиках и др. Основная посадочная характери- стика ЛА – длина пробега зависит от таких эксплуатационных факто- ров, как посадочная масса ЛА, температура и давление атмосферного воздуха, направление и скорость ветра, уклон и состояние ВПП и др. Ряд эксплуатационных факторов зависит от профессиональной под- готовки экипажа: выдерживание глиссады, скорость опускания пе- редней опоры шасси, степень торможения при пробеге и др. Последовательность выполнения контрольных и технологических операций по управлению двигателями и системами ЛА при посадке строго регламентированы по высоте и скорости полета. Начиная с высоты 15 м, командир ЛА берет на себя управление ре- жимом работы двигателей и на высоте выравнивания устанавливает им режим малого газа (на некоторых типах ЛА двигателями управ- ляет бортинженер по командам пилотирующего пилота). После при- земления плавно опускается передняя опора шасси на скорости 5 - 10 км/ч и меньше скорости пересечения торца ВПП. В процессе опу- скания передней опоры шасси выпускаются интерцепторы, и вклю- чается реверс тяги. Включение реверса тяги производится на строго рекомендованной скорости движения ЛА, так как преждевременное включение при несимметричной тяге реверсирующих двигателей может привести к боковому выкатыванию ЛА за пределы ВПП. Бортинженер контролирует выпуск интерцепторов и выход дви- гателей на режим максимальной обратной тяги по кратковременно- му загоранию табло «замок реверса» и погасанию зеленого табло «створки реверса». При неустойчивой работе двигателей на режи- ме обратной тяги (рост температуры выходящих газов, снижение 517 Летно-техническая эксплуатация двигателей... частоты вращения роторов) двигатель должен быть выключен. При достижении рекомендованной РЛЭ скорости пробега производится плавное торможение колес. После опускания передней опоры шасси включается взлетно-посадочный режим управления передних колес для выдерживания направления пробега. На скорости 120 - 100 км/ч выключается реверс тяги, и бортинже- нер контролирует процесс его выключения по тем же светосигналь- ным табло, что и при включении реверса. Выключение реверса на малой поступательной скорости движения ЛА по ВПП может при- вести к помпажу двигателей из-за нарушения потока входящего в двигатель воздуха, а также попаданию в них частиц, поднимаемых с ВПП направленной вперед струей выходящих газов. При необхо- димости (осадки на ВПП, ошибки экипажа, отказ основного тормо- жения колес и др.) разрешается использовать реверс тяги до полной остановки ЛА. В конце пробега на ЛА, оборудованных системой ох- лаждения колес, включаются вентиляторы охлаждения тормозных колес шасси. 22.3.3. Эксплуатационные факторы, влияющие на длину пробега Посадочные характеристики самолета зависят от ряда конструк- тивных и эксплуатационных факторов. Основными конструктив- ными факторами являются: аэродинамическое качество самолета, эффективность тормозных устройств, тип шасси, количество и рас- положение двигателей, давление в пневматиках и др. Основная по- садочная характеристика самолета – длина пробега зависит от таких эксплуатационных факторов, как посадочная масса самолета, тем- пература и давление атмосферного воздуха, направление и скорость ветра, уклон и состояние ВПП и др. Ряд эксплуатационных факторов зависит от профессиональной подготовки экипажа: выдерживание глиссады, скорость опускания передней опоры шасси, степень тор- можения при пробеге и др. При увеличении посадочной массы ЛА длина пробега увеличива- ется пропорционально увеличению его массы. Температура и давление атмосферного воздуха определяют плот- ность, от которой зависит посадочная скорость. Чем больше плот- ность воздуха, тем меньше длина пробега. 518 Основы теории технической эксплуатации летательных аппаратов При наличии уклона ВПП от действия посадочной массы ЛА будет возникать дополнительная ускоряющая или замедляющая сила, так как величина mg раскладывается на две составляющие. Если пробег ЛА происходит в направлении уклона, то длина пробега возрастает; при пробеге на уклон она уменьшается. На влажной и мокрой ВПП величина силы сопротивления, качения колес возрастает, а сила сцепления колес при торможения падает (в сравнении с сухим покрытием). Так как второй фактор при этом вли- яет более эффективно, то при посадке на влажную и мокрую ВПП длина пробега увеличивается. При посадке со встречным ветром длина пробега будет меньше, так как величина путевой посадочной скорости уменьшается на ве- личину встречной составляющей скорости ветра. При попутном ве- тре длина пробега увеличивается. Длину пробега для различных эксплуатационных условий посад- ки, отличающихся от стандартных, можно определить по методике, аналогичной для определения длины разбега. Так как аналитический расчет длины пробега или посадочной дистанции очень сложен и требует большого количества расчетов, то для облегчения и ускоре- ния определения длины посадочной дистанции или длины пробега широко применяются специальные номограммы. На пробеге применяют различные средства торможения: тормоза колес, реверс тяги ТРД или отрицательная тяга воздушных винтов ТВД, аэродинамические тормоза (интерцепторы, парашюты, спой- леры, щитки и др.) и аэродромные средства торможения. Тормоза колес и реверс тяги являются основными средствами торможения, а остальные - вспомогательными. Эффективность торможения зависит не только от энерговооружен- ности тормозного устройства, но и от навыков и умения пилота их применять. Применением тормозных устройств колес наибольшего эффекта торможения можно достичь в том случае, если тормоз вклю- чается во время пробега в тот момент движения колеса, когда сила сцепления достигает предельного значения, а тормозной момент на- ходится около своего возможного максимума и не превышает вели- чины момента сцепления. При этом качение колеса должно происхо- дить без «юза». Задача обеспечения безопасного и вместе с тем предельного эф- фективного торможения на большой скорости в настоящее время 519 Летно-техническая эксплуатация двигателей... обеспечивается применением автоматической системы торможения. Для определения наивыгоднейшего режима торможения необходимо исходить не только из условий работы колеса при автоматическом торможении, но и из условий взаимодействия колеса (пневматика) с поверхностью ВПП в процессе перехода от качения к блокировке. Необходимым условием для качения колеса как особого вида дви- жения является наличие силы сцепления между колесом и опорной поверхностью. Под силой сцепления понимают тангенциальную силу Т, которая возникает в плоскости контакта тормозного колеса с опорной поверхностью независимо от режима движения колеса (ка- чения, скольжения, качения со скольжением). Природа силы сцепле- ния контактирующих тел пневматик - ВПП аналогична природе силы трения при их относительном смещении. Сцепление колес с покрытием принято оценивать коэффициентом сцепления μ с (22.18) где N - нормальная нагрузка, действующая на колесо. Величина коэффициента сцепления зависит от скорости движе- ния, состояния поверхности, степени износа шины, давления в пнев- матике и нагрузки на колесо. С увеличением скорости движения ЛА коэффициент сцепления уменьшается. Мокрая поверхность ВПП приводит к уменьшению коэффициента сцепления из-за наличия жидкой пленки между пневматикой и по- верхностью, которая препятствует непосредственному контакту вза- имодействия тел. Наличие рисунка на протекторе увеличивает фак- тическую длину периметра контакта, создает благоприятные условия для вытеснения пленки воды и тем самым увеличивает коэффициент сцепления по сравнению с протектором, имеющим гладкую поверх- ность. Еще большее уменьшение коэффициента сцепления наблюда- ется на поверхности ВПП, покрытой мокрым снегом. Торможение ЛА в этих условиях весьма затруднительно, так как при относитель- но небольшой величине силы сцепления малейшее превышение тор- мозного момента над моментом сцепления приводит к блокировке одного из основных колес шасси, что может вызвать разворот ЛА в сторону заблокированного колеса. 520 Основы теории технической эксплуатации летательных аппаратов Коэффициент сцепления на мокрой и покрытой снегом ВПП уменьшается по сравнению с коэффициентом сцепления на сухой ВПП в среднем в 1,5 - 2 раза, при этом примерно во столько же уве- личивается длина пробега. Коэффициент сцепления в значительной степени зависит от дав- ления в пневматике. Удельное давление шины на поверхность при- мерно равно давлению воздуха в пневматике. С ростом давления в пневматике уменьшается коэффициент сцепления, т.к. увеличивает- ся удельное давление на поверхность и уменьшаются номинальная и контурная площади контакта. Для сокращения длины пробега широкое применение находит ре- верс тяги. Преимуществом его является независимость от состояния ВПП и незначительная зависимость от скорости пробега. Величина реверсивной тяги зависит в основном от массы, скорости и увели- чения угла поворота газа, истекающего из реверсивного устройства. Для реверсирования тяги турбореактивных двигателей могут приме- няться различные типы устройств, задачей которых является измене- ние направления истечения газов под определенным углом. Отрицательную тягу принято оценивать коэффициентом реверси- рования, который представляет собой отношение получаемой отри- цательной тяги к статической тяге двигателя σ = Р рев / Р ст , (22.19) где Р рев – отрицательная (реверсивная) тяга; Р ст – статическая тяга двигателя. Для лучших реверсивных устройств |