Файл: Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 10.04.2024

Просмотров: 247

Скачиваний: 17

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Отсюда можно найти общее выражение для вертикальной ско­

рости:

 

 

 

 

 

 

 

 

У У = Vnx

р - - j Л = Vy у С 1

- - у Л-

(7.24-2)

Из

этого выражения

следует,

что чем больше

(алгебраически)

ускорение в прямолинейном

(или близком к прямолинейному) на­

боре высоты, тем меньше

вертикальная

скорость

по сравнению

с вертикальной скоростью УиуСт

установившегося

подъема на тех

же высоте н скорости полета.

 

 

 

 

Iff

 

 

 

\«3

 

 

 

 

 

 

\\о°

 

 

12

 

 

 

 

V 5 ,

 

 

8

 

 

 

 

 

 

 

4

 

 

ъ

 

 

 

 

 

 

 

4-V

 

 

 

 

О

 

 

 

_

 

 

 

 

500

/ООО /500 2000 2500 У,км/ч

 

Рис.

7.21. Линии

постоянных

энергетических

 

 

 

 

высот

 

 

 

§ 7.8. Оптимальный режим набора высоты

Чем

больше

энергетическая

высота,

тем шире маневренные

возможности самолета. Имея, например, преимущество перед про­ тивником в энергетической высоте и находясь выше его при мень­ шей скорости, истребитель, выходя пикированием на высоту по­ лета противника, будет иметь преимущество в скорости. При боль­ шей энергетической, но меньшей геометрической высоте истреби­ тель может выполнить горку и снова окажется в более выгодных условиях. Естественно, что и атакуемый самолет, имея преиму­ щество в энергетической высоте при равных летно-технических ха­ рактеристиках, всегда может уйги от преследования. /

Иначе говоря, для перераспределения имеющейся энергии всегда требуется значительно меньше времени, чем для ее при­ обретения. Поэтому боевой полет или, во всяком случае, его на­ чальный этап целесообразно строить так, чтобы за имеющееся время приобрести возможно большую энергетическую высоту.

Если у дозвуковых самолетов^ накапливание энергии осуще­ ствлялось в основном за счет набора высоты, то у сверхзвуковых самолетов возможности аккумулирования потенциальной и кине­ тической энергии примерно одинаковы. Так, например, при истин-

8*

227


ной скорости полета 2250 км/ч = 630 м/с самолет имеет кинетиче-

;/

6302

скую высоту/7К " о ж 20 км, т. е. его кинетическая энергия примерно равна максимально возможной потенциальной энергии (на

абсолютном статическом

потолке).

 

 

 

 

 

Программу полета, при которой за любое заданное время на­

бирается максимально

возможная

энергетическая

высота, назы­

вают э н е р г е т и ч е с к и

о п т и м а л ь н ы м

 

р е ж и м о м п о д ъ е-

м а с а м о л е т а .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

.....

 

 

 

t

Ним

 

 

 

 

 

 

 

150

Y/

1

 

 

 

 

 

 

100

 

 

 

//

to

 

SO

\°/

 

 

 

 

 

Ay

 

 

 

 

 

 

О

400

800

/200

/500

2000

2400

Цкм/ч

 

Рис. 7.22. К

построению

линий

постоянных

энергетических

 

 

скороподъемностей

 

 

 

Как следует из определения энергетической скороподъемности (7.21), время, необходимое для приобретения самолетом элемен­ тарного приращения энергетической высоты dHd:

dt = —±.

Vу

Время перехода самолета с энергетической высоты Я э 1 на энергетическую высоту Я э 2 определяется интегралом

2

7 Э 1

Это время минимально, если летчик выводит самолет на лю­ бую промежуточную энергетическую высоту с максимально воз­ можным значением V.

В искомом режиме полета не предполагается использование больших углов подъема в и существенно отличающихся от еди­

ницы

нормальных

перегрузок

nv.

Поэтому для его определения

можно считать, что V*y —Vyvys.T,

и воспользоваться

графиком

Мурует (Я, V), показанным на рис. 7.18. Проводя через такой гра­

фик

горизонтали

Vyp = const

(рис. 7.22), по точкам их

пересече­

ния

с кривыми найдем ряд соответствующих друг другу

значений

(Я, V), по которым построим

кривые Я(У) при постоянных значе-

228


ниях Vyn

(рис. 7.23). Наложим

на сетку кривых l / * = const

сетку

кривых

# 3 = const. Программу

энергетически оптимального

набора

высоты

можно

определить по точкам взаимного касания

кривых

V'yp =const и # 3

= const (рис. 7.23, жирная кривая).

 

Как видно, на малых и средних высотах энергетически опти­ мальный режим почти совпадает с дозвуковым режимом макси­ мальной скороподъемности. На некоторой высоте большие значе­ ния Уур можно получить на сверхзвуковых режимах. Здесь должен быть осуществлен переход в сверхзвуковую область. В за­ висимости от особенностей конкретного самолета оптимальным мо­ жет оказаться разгон в горизонтальном полете, с небольшим на-

н,км

 

16

 

12

 

6

 

4

 

0

500 1000 1500 2&QO 2500 Икм/ч

Рис. 7.23. Определение программы энергетиче­ ски оптимального режима подъема

бором высоты или даже со снижением. Дальнейший набор вы* соты осуществляется на сверхзвуковых режимах и, как правило, сопровождается существенным увеличением скорости.

Подчеркнем, что конечной целью энергетически оптимального подъема является вывод самолета не на абсолютный статический потолок, а на некоторый режим полета (точка А ) , соответствую­ щий абсолютному максимуму возможного для данного самолета

запаса

энергии. Режим полета ( V A ,

Н А ) ,

В котором энергетиче­

ская

высота Я э т а х

максимальна,

называется

э н е р г е т и ч е ­

с к и м

п о т о л к о м

данного

с а м о л е т а .

Достичь

большей энер­

гетической высоты никаким

маневрированием невозможно.

В ряде случаев, особенно для истребителей, непрерывный подъем на режиме полного форсажа может оказаться неприемле­ мым из-за больших расходов топлива. Тогда часть подъема мож­ но выполнять на максимальном режиме работы двигателя. Есте­ ственно, это требует определенной корректировки режима подъе­ ма. Основные варианты такой корректировки указываются в ин­ струкции летчику. Иногда такую корректировку летчик осуще­ ствляет самостоятельно. При этом (конечно, сообразуясь с

229



воздушной обстановкой и тактическим замыслом) всегда необ­ ходимо учитывать, что, как следует из выражения (7.22-1), «цена» избытка тяги зависит от скорости. Чем больше скорость, тем большее приращение энергии в единицу времени обеспечивается одним и тем же избытком тяги. В связи с этим наиболее целесо­ образно выключать форсаж сразу после взлета и использовать соответствующее количество топлива на форсажных режимах после того, как скорость полета станет достаточно большой.

§ 7.9.

Планирование самолета

 

 

 

 

 

 

 

У с т а н о в и в ш и м с я

п л а н и р о в а н и е м

 

н а з ы в а е т с я

р а в н о м е р н о е д в и ж е н и е

с а м о л е т а

с

 

н е р а б о т а ю ­

щ и м и д в и г а т е л я м и по н и с х о д я щ е й

п р я м о л и н е й -

 

 

н о й т р а е к т о р и и .

Одна­

 

 

ко,

поскольку

основные

осо­

 

 

бенности планирования, т. е.

 

 

непрерывная

потеря

высо­

 

 

ты,

 

строго

 

ограниченная

 

 

дальность такого

полета и

 

 

ее

зависимость

 

от

началь­

 

 

ной

высоты

и

аэродинами­

 

 

ческого

качества

самолета,

 

 

невозможность

 

изменения

 

 

угла

наклона

 

 

траектории

 

 

без

изменения

скорости,

со­

 

 

храняются

и в том

случае,

 

 

когда

двигатели

работают,

 

 

но

сильно

задросселирова-

 

 

ны,

в

летной

практике

 

под

 

 

установившимся

 

планирова­

 

 

нием

обычно

понимают

все

 

 

случаи

равномерного

 

поло-

гого и приблизительно прямолинейного снижения самолета,

в том

числе и когда' двигатели работают на неизменном

режиме

и

их

тяга меньше лобового сопротивления.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Из общих уравнений движения и схемы сил, действующих на

самолет (рис. 7.24), следует, что

соотношения

между

силами

при

установившемся планировании остаются такими же, как и в уста­ новившемся подъеме (см. формулы 7.15-1, 7.16-1, 7.15-2, 7.16-2). Однако на планировании угол наклона траектории в < 0 , sin8<0 , составляющая веса Gsin6 направлена вперед, продольная пере­

грузка ttx

= sin6

отрицательна

и потребный коэффициент подъем­

ной силы

такой

же, как при

подъеме с равными значениями V,

230