Материалы к динамике полёта с формулами++++. Система уравнений движения Углы, определяющие положение летательного аппарата относительно вектора скорости Угол атаки
 Скачать 1.48 Mb.
|
|
3.1. Определение эксплуатационной области полета Для расчетов используется метод совмещения располагаемых тяг двигателя на номинальном, максимальном бесфорсажном или форсажном режиме и тяг, потребных для горизонтального полета (метод тяг Н.Е. Жуковского). Тяги, потребные для горизонтального полета рассчитываются в зависимости от числа для ряда значений высот и среднего полетного веса или для ряда значений веса .
 ,где:
Например, для дозвукового пассажирского самолета могут быть взяты высоты (или другие). Расчет производится по упрощенному методу тяг [1]. Тяга, потребная для горизонтального полета:
 ,где:  - скоростной напор (или  );- площадь крыла;
- определяется по поляре для соответствующего числа для значений , определяемых формулой
 или  .Результаты расчетов сводятся в таблицу №1  
 По данным таблицы №1 строится график
На этот же график наносится располагаемая тяга силовой установки с учетом потерь, определенная в соответствии ВСХ для (см. рис. ) на заданном режиме работы двигателя ( ). Аналогичные таблицы и графики строятся для других значений высоты полета при той же величине выбранного веса . Затем расчеты повторяются для других весов. Точки пересечения линий и . Определят на каждой высоте максимальную скорость, т.е. правую границу области полета. Левая граница области полета определяется значениями минимальных скоростей (чисел ), которые для каждой из заданных высот определяются по формуле:  ,где: - скорость звука на заданной высоте; - заданный вес;  - по рис. ; - коэффициент безопасности (по нормам).
Диаграммы потребных и располагаемых тяг (рис.2) используются также для расчета скоростей установившегося набора высоты (или удельной избыточной мощности):
 По графикам  , рис. 4 для каждой из заданных высот определяются точки  , соответствующие максимальной скороподъемности, с помощью которых находится практический потолок  (рис. ), ограничивающий эксплуатационную область полета сверху, (рис. ), а также соответствующая величина скорости полета  .
Внутри области полета с некоторым (нормированным) запасом от её границ намечаются оптимальные траектории набора высоты, крейсерского полета, снижения. Одна из возможных программ (траекторий) набора высоты  может быть найдена на рис. 4 – это точки  , соответствующие на каждой высоте , т.е. режим максимальной скороподъемности. Он больше характерен для истребителей-перехватчиков. Для транспортных самолетов могут быть другие программы набора высоты, например,  .Для примера остановимся на программе (рис .4)  .Как же летчик реализует эту траекторию (помним, что режим двигателя при наборе высоты задан  .Практика показывает, что любые траектории в координатах или  близки к тем или иным постоянным значениям скоростного напора  , которому можно условно приписать некоторую величину приборной скорости , (как известно из курса аэродинамики, скорость потока замеряется скоростной трубкой именно по величине ), величина есть у летчика на приборе и ее достаточно просто поддерживать заданной (постоянной) управляя самолетом:
- самолет отклонился вверх – отдать штурвал «от себя» - самолет отклонился вниз – тянуть «на себя» - рычаг управления двигателем (РУД) не трогать! Аналогично задается программа снижения и управление по ней.  (рис.7).Можно включить автопилот. 
На область полета (рис. ) наносятся также ограничения по прочности (максимальный скоростной напор ), траектория набора высоты  , соответствующая оптимальному режиму, в частности  (рис. ), траектория снижения и другие ограничения (например,  - формула стр. ).1234567Следующая ⇒ Расчет параметров набора высоты ⇐ Предыдущая1234567Следующая ⇒
и снижения (планирования). Найденная выше программа набора высоты  , соответствующая  может быть в первом приближении принята в качестве оптимальной по критерию минимума времени набора крейсерской высоты и положена в основу расчета времени расхода топлива, дальности полета на этом участке.Для расчета используются следующие зависимости:
Формулы похожи на формулы (3), (4), (5) основной системы, только в них вместо входит фиктивная величина (набор высоты при постоянной скорости, хотя, как правило, скорость процессе набора высоты возрастает).
Чтобы это учесть, введем понятие энергетической высоты (фактически это сумма кинетической и потенциальной энергий самолета):   подставим уравнения (3) и (1) *)*)  (в уравнении (3)  ).Но легко вычислить с помощью графика потребных и располагаемых тяг (см. выше). Тогда уравнение *)*) можно как самостоятельное добавить к основной системе (1) - (13) и с его помощью вычислить параметры набора высоты  , причем скорость полета по траектории  является управлением (задается летчику в виде  ).
1)  3)  4)  5)  6)  Иногда находится через удельный расход топлива  или  .Кроме того, было раньше 1.)
Задается оптимальный программой набора высоты 2.) Разделим уравнения (3), (4), (5) на уравнение (6), например  и т.д., откуда получаем формулы расчета параметров набора высоты. |
