Минимальная эволютивная скорость разбега

 

Это земная индикаторная скорость в ходе разбега, при которой в случае внезапного отказа критического двигателя, возможно сохранять управление самолетом, используя только руль направления (без ис­пользования управления передним колесом шасси) и сохранять поперечное управление в такой степени, чтобы удерживать крыло в близком к горизонтальному положении для обеспечения безопасного продолжения взлета. V_MCG не зависит от состояния ВПП, п оскольку при ее определении не учитывается реакция ВПП на самолет. В таблицах представлены V_MCG в узлах для взлета с двигателями с тягой 22К и 20К соответственно. Где Actual OAT- температура наружного воздуха, а Press ALT- превышение аэродрома в футах. Приписка снизу касается взлета с выключенными отборами воздуха от двигателей (no engine bleeds takeoff), поскольку тяга двигателей возрастает, то возрастает и V_MCG.

 

 

Взлет с отказавшим двигателем может быть продолжен лишь в случае, если отказ двигателя произойдет при скорости ³ V_MCG.

 

Боинг опубликовал графики зависимости максимально-допустимой взлетной массы, определяемой из ограничений, накладываемых используемой ВПП, в зависимости от длины ВПП, её превышения над уровнем моря и отклонения температуры воздуха от стандартной атмосферы. Они опубликованы в документе “737 Airplane Characteristics for Airport Planning” D6-58325-6 October 2005.

Эти графики не учитывают возможности самолета после отрыва от ВПП, поэтому их нельзя использовать для определения взлетной массы.

Тем не менее, знать максимальную массу, ограниченную располагаемой длиной ВПП, полезно.

Например, при взлете с отказавшим антиюзом, Боинг рекомендует максимально-допустимую массу, ограниченную длиной ВПП, уменьшить на 7800 кг для 737-300 или на 7500 кг для 737 (400-500). В данном случае можно воспользоваться данными графиками, если рассчитанная максимальная взлетная масса ограничивается минимально-допустимым градиентом набора высоты (что чаще всего и происходит).

 

Серым цветом обозначена часть графика, рассчитанная под взлет с закрылками 15 (при данной длине ВПП больший взлетный вес обеспечивается в конфигурации – закрылки 15).

Желтым – где взлет недопустим из-за превышения максимально-допустимой энергии, поглощаемой тормозами в случае прерванного взлета.

На всех графиках условия: штиль, нулевой уклон ВПП, взлет без отбора воздуха от двигателей.

 

Максимальная взлетная масса (в тоннах) Боинг 737-300 22,0K в зависимости от длины ВПП (в км.), при стандартной атмосфере.

 

 

Максимальная взлетная масса (в тоннах) Боинг 737-400 23,5K в зависимости от длины ВПП (в км.), при стандартной атмосфере.

 

Максимальная взлетная масса (в тоннах) Боинг 737-500 20K в зависимости от длины ВПП (в км.), при стандартной атмосфере.

 

Минимально-допустимая высота пролета над препятствиями.

Минимально-допустимая высота пролета над препятствиями по «чистой» (net) траектории взлета равна 35 футов.

«Чистая» - это траектория взлета, градиент набора высоты которой уменьшен на 0,8% по сравнению с реальным градиентом для данных условий.

При построении схемы стандартного выхода из района аэродрома после взлета (SID) закладывается минимальный градиент «чистой» траектории 2,5%. Таким образом, чтобы выполнить схему выхода, максимальный взлетный вес самолета должен обеспечить градиент набора высоты 2,5 +0,8 = 3,3%.

Некоторые схемы выхода могут требовать более высокого градиента, что требует уменьшения взлетного веса.

 

Минимально-допустимый градиент набора высоты.

В соответствии с нормами летной годности FAR 25 (Federal Aviation Regulations) градиент нормируется по трем сегментам:

1. С выпущенными шасси, закрылки во взлетном положении – градиент должен быть более нуля.

2. После уборки шасси, закрылки во взлетном положении – минимальный градиент 2,4%. (Взлетный вес ограничивается, как правило, выполнением данного требования.)

3. В крейсерской конфигурации – минимальный градиент 1,2%.

 

Взлет с мокрой полосы

При расчете максимально-допустимой взлетной массы, в случае продолженного взлета, используется уменьшенная высота условного препятствия (screen height) 15 футов, вместо 35 футов для сухой ВПП. В связи с этим нельзя в расчет взлетной дистанции включать полосу, свободную от препятствий (Clearway).

При расчетах прерванного взлета разрешается учитывать эффект реверса двигателей.

Взлет с полосы, покрытой слоем осадков (contaminated)

 

На взлет с ВПП, покрытой слоем осадков (вода, снег, слякоть), накладывается ряд ограничений:

1. Запрещается использовать технологию увеличения градиента набора высоты (improved climb).

2. Запрещается уменьшать режим работы двигателя на взлете, используя технологию имитации температуры наружного воздуха (assumed temperature).

3. Антиюз должен быть включен и исправен.

 

При движении по ВПП, покрытой слоем осадков, на самолёт действует дополнительная сила сопротивления, вызванная затратой энергии на смещение и разбрызгивание слякоти (воды).

Силу сопротивления слякоти (slush force), можно найти:

 

F _SLUSH = C_{X SLUSH} ½ ρ V² A;

где C_{X SLUSH} - коэффициент силы сопротивления слякоти, зависящий от конструкции шасси,

ρ – плотность слякоти (0.85 kg/dm³ или 1.65 slugs/ft³),

V – путевая скорость,

А – площадь взаимодействия колёс со слякотью (см. рисунок).

 

 

 

 

На скорости V_HP = 8.63*Ö Tp, где Tp – давление в пневматиках в фунтах на квадратный дюйм (PSI) начинает проявляться явление гидропланирования. Контакт колёс с ВПП уменьшается, что приводит к уменьшению силы сопротивления слякоти.

Степень уменьшения силы сопротивления описывается коэффициентом f_HP.

f_HP = ((1.6 V_HP – V)/ 0.6 V_HP)^{(2.5 V / VHP – 1.5)}

На скорости более V_HP: F _SLUSH = C_{X SLUSH} ½ ρ V² A f_HP;

Сила сопротивления слякоти при подъёме передней стойки ступенчато уменьшается из-за вывода переднего колеса из слоя слякоти и исчезает полностью при отрыве самолёта от ВПП.

 

На рисунке показано, как уменьшается ускоряющая сила (разница между тягой и суммой сопротивлений) в процессе роста скорости при движении по ВПП покрытой слоем осадков.

 

Следующий рисунок показывает ускорения на разбеге на скорости 130 узлов в зависимости от состояния ВПП на двух и одном работающем двигателе. Синий и красный столбик соответствуют слою слякоти 6 и 13 мм соответственно.

 

В случае прерванного взлёта слякоть уменьшает располагаемое ускорение торможения по сравнению с сухой ВПП.

С одной стороны слякоть резко уменьшает сцепление колёс с ВПП, особенно на скоростях возле скорости гидропланирования V_HP. С другой стороны слякоть создаёт дополнительное сопротивление, повышающее тормозящую силу.

 

 

На следующем рисунке показаны ускорения торможения на сухой полосе и ВПП покрытой слоем слякоти 6 и 13 мм.

При расчете ускорения торможения на сухой ВПП принимаются следующие условия: максимальное торможение колёс, выпущены все интерцепторы, работающий двигатель на режиме прямой тяги - малый газ.

Торможение на ВПП покрытой слякотью: максимальное торможение колёс, выпущены все интерцепторы, работающий двигатель на режиме максимального реверса.

 

Не пытайтесь взлететь с ВПП покрытой слоем воды или слякоти более 13 мм.

(http://www.smartcockpit.com/pdf/flightops/aerodynamics/4)