Дальность и продолжительность полета

Общие соотношения

Для расчета дальности и продолжительности полета самолета

С турбореактивным двигателем

Дальностью полета называется расстояние, измеренное по земной поверхности, которое может пролетать самолет, расходуя определенный запас топлива.

При этом время, затраченное на полет, называется продолжительностью полета. Дальность и продолжительность полета определяются величиной располагаемого запаса топлива и выбором режима полета самолета.

Определим часовой расход топлива  (кг/ч):

                                       (4.1)

и километровый расход  (кг/км):

если скорость  задается в метрах в секунду, или

                                    (4.2)

если скорость  задается в километрах в час.

Поскольку  где  - масса топлива, то дальность полета  при изменении массы самолета от начальной  до конечной  равна:

                     (4.3)

Поскольку  то продолжительность полета при изменении массы самолета от  до  равна:

                       (4.4)

 

Расчет дальности полета при заданных высоте и скорости

 

Пусть полет происходит при неизменной скорости  на постоянной высоте :  и . Для поддержания такого режима полета с уменьшением полетной массы самолета из-за выгорания топлива коэффициент подъемной силы  должен уменьшаться, так как

                          (4.5)

Уменьшение  приводит к уменьшению , так как

                                  (4.6)

Для расчета дальности выразим километровый расход  в функции переменной интегрирования :

.                            (4.7)

Потребная тяга  определяется в следующей последовательности.

1. .                                                               (4.8)

2. По поляре: .

3. .                                                                                       (4.9)

4. .                                                                               (4.10)

Удельный расход  определяется в следующей последовательности.

1. Степень дросселирования двигателя: .

2. По дроссельной характеристике: .

Интеграл

                                    (4.11)

подсчитывается численными или графическими методами.

Если участок полета с постоянными скоростью и высотой имеет малую протяженность, а массу самолета можно считать постоянной, равной некоторому среднему значению , то  и

                        (4.12)

 

Расчет дальности полета при заданной высоте

(полет по «эшелону»)

 

Расчет дальности полета при заданной высоте может быть выполнен с использованием общего соотношения:

.                                  (4.13)

Для обеспечения максимальной дальности полета, очевидно, следует стремиться к максимуму отношения  или к минимуму отношения . Поскольку тяга   является функцией скорости , то можно найти такое значение скорости, при котором достигается минимум . Это можно сделать либо графически (рис.4.1), либо аналитически. Соответствующая скорость называется условной крейсерской скоростью . Можно показать, что  и  (рис.4.1). Более точно выбор скорости полета, обеспечивающей максимальную дальность с учетом переменности удельного расхода топлива, производится перебором значений скорости в окрестности .