АЭРОДИНАМИКА НАБОР ВЫСОТЫ И СНИЖЕНИЕ

АЭРОДИНАМИКА
НАБОР ВЫСОТЫ И СНИЖЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ:
 1. Набор высоты
 2. Снижение
ТЕМЫ:
Общие сведения о наборе высоты;
Поляра скоростей набора высоты.
Первые и вторые режимы набора;
Потолки самолета.
К содержанию
Схема сил, действующих на
самолёт при наборе высоты
К содержанию
К темам
Условие прямолинейности полёта
Y  G y  G cos  н
Условие равномерности полёта
Pн  X  Gx  X  G sin  н
К содержанию
К темам
Воспользовавшись первым условием:
Y  Cy
V
2
2
S  G cos  н
определим скорость, потребную при наборе
высоты:
2G cos  н
Vн 
 Vгп cos  н
C y S
К содержанию
К темам
Воспользовавшись вторым условием P = X +
G sinqн определим тягу, потребную при
наборе высоты.
Для уравновешивания лобового сопротивления при наборе
высоты
необходима
тяга
такая
же,
как
и
в
горизонтальном
Составляющую веса
∆Р. Следовательно
полете,
Gsinθ
т.е.
Pгп=Х=G/К.
уравновешивает избыток тяги
G
Pн  Pгп  P   G sin  н
K
Как видно, тяга, потребная для набора высоты, больше
тяги, потребной в горизонтальном полете, на величину
Gsinθ=∆Р, причем, чем больше полетный вес и угол набора,
тем требуется больше дополнительной тяги.
К содержанию
К темам
Vн
Vy н
н
При выполнении набора высоты ∆Р=Gsinθ. Из
этого выражения можно определить угол
набора высоты:
P Pр  Pгп
sin  н 
G

G
Вертикальная скорость набора высоты – это
высота, которую набирает самолет за 1 с. Из
треугольника скоростей:
P
Vy  V sin  н  V
G
К содержанию
К темам
Поляра скоростей набора высоты.
Первые и вторые режимы набора.
Зависимость
между
скоростью
по
траектории, вертикальной скоростью и
углом набора можно представить в виде
одного графика, который носит название
поляры скоростей набора высоты.
К содержанию
К темам
 Режим наиболее быстрого набора высоты
– определяется проведением касательной
к поляре скоростей набора параллельно
оси скорости. Этот режим набора
применяется в случае необходимости
быстро набрать заданную высоту.
 Режим наиболее крутого набора –
определяется проведением касательной к
поляре скоростей из начала координат.
Этот режим набора применяется, когда
необходимо «перетянуть» самолет через
близко расположенное препятствие.
К содержанию
К темам
Два режима набора высоты
При одном угле θ набор высоты может совершаться на двух
режимах:
Первый - 1   нв ;V1  Vнв; при увеличении угла атаки угол
наклона траектории увеличивается.
Второй -  2   нв ;V2  Vнв; при увеличении угла атаки угол
набора θ увеличивается.
Границей первых и вторых режимов набора, как и в
горизонтальном полете, является наивыгоднейшая скорость.
К содержанию
К темам
Благоприятным режимом набора высоты является
первый режим, т.к. при больших скоростях полёта
самолёт имеет хорошую устойчивость и управляемость
и, отклоняя штурвал на себя, пилот обеспечивает
одновременное увеличение α и θ.
К содержанию
К темам
Потолки самолёта
Высота
полета,
на
которой
вертикальная
скорость
установившегося набора равна нулю, называется теоретическим (или
статическим) потолком самолета.
Высота
полета,
на
которой
вертикальная
скорость
0,5 5
установившегося набора равна
м ( м для сверхзвуковых самолётов),
называется практическим потолком самолета.
Разница между теоретическим и практическим потолком у
современных самолетов невелика и не превышает 200 м.
К содержанию
К темам
а - график зависимости Vу от высоты полета; б кривые потребных и располагаемых тяг на
теоретическом потолке
К содержанию
К темам
Современные самолеты при полете с большими скоростями
полета обладают настолько большим запасом кинетической энергии,
что могут использовать его для набора высоты.
Динамический потолок самолета – высота, которой достигает
самолет в результате энергичного вертикального маневра (горки) после
разгона до большой горизонтальной скорости, используя для набора
высоты не только тягу двигателей, но и кинетическую энергию,
накопленную при разгоне.
К содержанию
К темам
ТЕМА:
Общие сведения о снижении
Поляра скоростей снижения
К содержанию
К содержанию
К темам
Для осуществления снижения необходимо:
а) условие выполнения полета с
постоянным углом снижения:
Y =mg cosθ
б) условие выполнения снижения с
постоянной скоростью:
X =mg sinθ + P
К содержанию
К темам
Если тяга Р=0, то самолет планирует.
Постоянный угол планирования
обеспечивается равенством:
Y = mg cos θ,
а полет с постоянной скоростью будет
при равенстве:
X = mg sinθ.
К содержанию
К темам
Воспользовавшись условием:
Y  Cy
V
2
2
S  G cos  сн
определим потребную скорость
снижения:
Vсн 
2G cos  сн
 Vгп cos  сн
C y S
К содержанию
К темам
При выполнении снижения Х = Gsinθ + Рсн.
Из этого равенства угол снижения определяется по формуле:
X  Pсн
sin  сн 
G
Так как при малых углах снижения Y»G и sin qcн » tg qсн, то:
X Pсн 1 Pсн
tg сн  
 
Y G K G
Если самолет планирует, то Рсн=0, а угол планирования будет:
tg пл 
1
K
Отсюда
видно,
что
угол
планирования
зависит
от
аэродинамического качества (угла атаки, положения шасси и
механизации крыла, обледенения самолета и числа М).
При наивыгоднейшем угле атаки аэродинамическое качество
максимальное, а угол планирования минимальный.
К содержанию
К темам
Вертикальная скорость снижения
определяется по формуле:
 1 Pсн 
V y  V sin  сн  Vсн  

K G 
Величина вертикальной скорости снижения зависит от
полетного веса, угла атаки, положения шасси и механизации
крыла (закрылков, предкрылков и гасителей подъемной силы),
обледенения самолета, плотности воздуха (высоты полета),
числа М и величины тяги
К содержанию
К темам
 1 Pсн 
V y  V sin  сн  Vсн  

K G 
при увеличении полетного веса самолета
вертикальная скорость снижения увеличиваются;
скорость
и
при выпуске шасси и механизации крыла, а также при
обледенении, аэродинамическое качество самолета уменьшается,
угол снижения и вертикальная скорость возрастают;
при меньшей плотности воздуха
вертикальная скорость увеличиваются;
скорость
снижения
и
при снижении на больших числах М (на высоте) вследствие
сжимаемости воздуха аэродинамическое качество уменьшается,
угол и вертикальная скорость снижения возрастают;
увеличение тяги при снижении уменьшает угол и вертикальную
скорость снижения.
К содержанию
К темам
Дальность снижения – это расстояние, которое проходит
самолет по горизонту, снижаясь с данной высоты.
H сн
 сн
Lсн
Дальность снижения определяется по формуле:
Если самолет планирует, то:
1
tg сн 
K
а дальность планирования:
Lпл  H  K
H сн
Lсн 
tg сн
Наибольшая дальность планирования будет при aнв, так как
аэродинамическое качество при этом максимальное.
К содержанию
К темам
Если тяга Рсн>0, то:
а дальность снижения:
1 Pсн
tg сн  
K G
H сн
Lсн 
1 Pсн

K G
К содержанию
К темам
График, показывающий зависимость вертикальной
скорости снижения от поступательной скорости на
различных
углах
атаки,
называется
полярой
скоростей снижения.
К содержанию
К темам
По
поляре
скоростей
планирования
можно определить ряд характерных
скоростей и режимов планирования:
Vэк-
скорость планирования, соответствующая
Vнв-
Vyмин;
точка касания поляры прямой, проведённой из начала
координат.
На этой скорости угол снижения минимальный, а дальность
планирования - максимальная.
К содержанию
К темам
Два режима планирования
При одном угле наклона траектории θ планирование
может совершаться в различных режимах:
Первый - 1   нв ;V1  Vнв ; планирование на малых углах атаки с
большими скоростями. На этом режиме при случайном увеличении угла
атаки угол планирования уменьшается.
Второй -  2   нв ;V2  Vнв; планирование на больших углах атаки с
малыми скоростями. При увеличении α планирование становится более
крутым и возможно попадание самолёта в диапазон закритических
углов атаки.
К содержанию
К темам
Благоприятным является первый режим
планирования, т.к. планирование на
втором режиме опасно.
К содержанию
К темам