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
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