Влияние условий эксплуатации на взлетные характеристики самолета.

 

"взлет" - этап полета с момента начала ускоренного движения воздушного судна с линии старта на земной (водной) или искусственной поверхности (момента отделения от указанной поверхности при вертикальном взлете) до момента набора установленных высоты и скорости полета применительно к конкретному воздушному судну;

 

Основными взлетными характеристиками являются:

1. Скорость отрыва - скорость, при которой самолет безопасно отрывает­ся от земли, определяется по формуле

 

 

Скорость отрыва зависит от взлетной массы самолета, угла атаки при отры­ве, плотности воздуха и площади крыла. Отрыв самолета обычно происходит на углах атаки 8 – 10°, а Су отр составляет (0,8 – 0,85) Сy mах. При увеличении температуры и уменьшении давления плотность воздуха уменьшается, вследствие чего истинная скорость отрыва увеличивается.

2. Длина разбега – путь, проходимый самолетом от старта до места отрыва от земли. Если известна скорость отрыва и время разбега, то среднее ускорение самолета определяется по формуле

где tpaзб – время разбега самолета; Р – располагаемая тяга двигателей; Ха – лобовое сопротивление самолета; Fтр – сила трения колес шасси; m – взлетная масса самолета. Длина разбега в этом случае определяется по формуле

Как видно из формулы, длина определяется скоростью отрыва и средним ускорением, причем, при уменьшении скорости отрыва и увеличении ускорения длина разбега уменьшается. Длина разбега самолета зависит от различных эксплуатационных факторов:

− величина силы тяги двигателей. С увеличением силы тяги увеличивается избыток тяги, вследствие чего увеличивается ускорение, и самолет быстрее (на меньшем пути) набирает скорость, равную скорости отрыва. В эксплуатации самолета, в зависимости от типа, при взлете, кроме взлетного режима работы двигателей, может использоваться и номинальный режим после проведения специальных расчетов, предусмотренных Руководствами по летной эксплуатации (РЛЭ);

− взлетная масса самолета. Чем больше взлетная масса самолета, тем большая скорость требуется для создания подъемной силы, необходимой для отрыва самолета от земли. Но для получения большей скорости требуется большая длина разбега. Кроме того, самолет с большей массой более инертный, что приводит к уменьшению ускорения на разбеге. Наконец, увеличивается сила трения колес шасси; − механизация крыла. Перед взлетом пилот отклоняет механизацию крыла (закрылки, предкрылки) во взлетное положение, вследствие чего увеличивается Су отр, а скорость отрыва и длина разбега уменьшаются. На любой скорости в процессе разбега с выпущенными закрылками сила лобового сопротивления больше, а сила трения меньше;

− состояние поверхности ВПП. Длина разбега самолета зависит от величины силы трения колес о ВПП, так как она влияет на величину ускоряющей силы. Величина силы трения колес определяется величиной силы реакции и коэффициентом силы трения f по формуле: Fтр = fN = f(mg - Y), где f – коэффициент трения качения, который зависит от состояния поверхности ВПП В заключение можно сделать вывод: чем лучше состояние ВПП, тем меньше коэффициент трения между пневматиками и поверхностью аэродрома, тем больше ускорявшая сила и меньше длина разбега;

 − скорость и направление ветра. Скорость отрыва самолета представляет собой скорость относительно воздуха (V). При наличии встречного ветра эта скорость складывается из скорости самолета относительно земли Vпут к скорости ветра W: V = Vпут + W. Следовательно, разбег выгодно совершать против ветра, так как скорость воздуха относительно самолета будет больше, чем скорость самолета относительно земли, и отрыв произойдет раньше. Поэтому, как правило, взлет совершается против ветра. Встречный ветер в зависимости от типа самолета имеет ограничения в пределах 18 – 30 м/с и определяется Руководством по летной эксплуатации конкретного типа самолета. Взлет с попутным ветром увеличивает длину и время разбега, поэтому в эксплуатации допускается в исключительных случаях и имеет ограничение 5 м/с;

 − уклон ВПП. При взлете с полосы, имеющей угол наклона, сила тяжести самолета раскладывается на составляющие 1 GG ⋅= cosθ ВПП и 2 GG ⋅= sinθ ВПП (

 

Если самолет взлетает под уклон, то к силе тяги силовой установки добавляется составляющая 2 GG ⋅= sinθ ВПП. Следовательно, самолет имеет большее ускорение и меньшую длину разбега, и наоборот. При расчете взлетных характеристик самолета уклон ВПП ограничивается величиной ±0,02 (2%); «+» – встречный уклон; «-» – попутный уклон. При взлете с попутным уклоном у самолета есть опасность «зацепиться» хвостовой частью фюзеляжа о ВПП при отрыве;

 − угол атаки самолета при отрыве. Обычно при отрыве самолета угол атаки составляет 8 – 10°, что соответствует расчетной скорости отрыва и длине разбега;

− температура и давление. При увеличении температуры воздуха или уменьшении давления тяга двигателей уменьшается, а следовательно, уменьшается ускоряющая сила. Кроме этого, уменьшается плотность воздуха, вследствие чего истинная скорость отрыва увеличивается. Поэтому, высокая температура воздуха, низкое давление, высокогорный аэродром способствуют увеличению длины разбега.