фактической перегрузке пу= |
c o g ^ и |
самолет окажется |
в зоне сва |
ливания. Такая же картина |
наблюдается, если вираж |
выполняется |
в области первых режимов |
полета, |
но в процессе развития каких- |
либо отклонений и их исправления перешел в область вторых ре жимов. Поэтому любое отклонение летчик может считать исправ ленным только после того, как восстановлены не только горизон тальность полета и заданный крен, но и обязательно заданная скорость.
В любом случае, заметив признаки выхода самолета на опас ные углы атаки (предупредительная тряска, покачивание и т. п.), необходимо немедленно уменьшить крен и перегрузку. В против ном случае самолет свалится на крыло. Поскольку скорость сва
ливания на |
вираже (гс„>1) больше, чем в прямолинейном полете, |
то больше |
и действующие на самолет аэродинамические моменты. |
Следовательно, и сваливание развивается более интенсивно. При
перетягивании |
ручки оно обычно происходит во внешнюю |
сто |
рону— самолет |
(часто весьма энергично) «выбрасывается» |
из |
крена. Это объясняется тем, что при «перетягивании ручки» из-за
отставания поворота самолета |
вокруг |
вертикальной |
оси |
от пово |
рота траектории возникает |
внутреннее |
скольжение. |
Дальнейшее |
развитие движения зависит |
от |
интенсивности сваливания, |
которая |
в свою очередь определяется величинами скорости, углов атаки и скольжения, от положения рулевых поверхностен и от собствен ных штопорных характеристик данного самолета. Возможно вы полнение штопорных бочек в сторону сваливания с последующим переходом в нормальный штопор и неустойчивое штопорение со сменами направления вращения. Иногда после сваливания во внешнюю сторону самолет входит в штопор в сторону виража. Это объясняется тем, что смена знака крена и оставшееся после ви ража отклонение руля направления обусловливают большой угол
скольжения на |
внешнее |
(относительно виража) |
полукрыло. |
В |
заключение заметим, что, |
как следует |
из |
закономерностей |
виража, при одном и том же режиме работы |
двигателя установив |
шийся |
вираж |
с любым |
(кроме |
предельного) |
заданным углом |
крена может выполняться на двух скоростях, большая из которых находится в области первых, а меньшая — в области вторых ре жимов полета. Меньшей скорости соответствуют меньшие значения радиуса и продолжительности виража. Поэтому виражи на вторых режимах полета имеют большое практическое значение и летчик должен уметь их выполнять. В отличие от виражей на первых ре жимах полета здесь больше внимания приходится уделять кон тролю скорости. Это требует более частых переводов взгляда на указатель скорости, отвлечения внимания от визуального контроля углов крена и тангажа. Для восстановления скорости после каж дого ее изменения требуются специальные меры с обязательным промежуточным и последующим контролем. Так, после уменьше ния скорости необходимо уменьшить крен (и перегрузку) до зна чения значительно менее заданного и убедиться, что скорость на-
чала |
восстанавливаться. Затем нужно |
не пропустить |
момент, |
когда |
скорость приблизится к заданному |
значению, и |
соответст |
вующим увеличением крена и. перегрузки зафиксировать ее. Исправление всех отклонений здесь требует более энергичных дей ствий летчика. Поэтому к освоению техники выполнения виражей в области вторых режимов полета следует приступать лишь после того, как летчик приобрел прочные навыки в выполнении этой фи гуры на первых режимах, прочувствовал и усвоил законы коорди нации управления, научился правильно распределять внимание, своевременно замечать и грамотно исправлять отклонения. Отсту пления от этого правила, которые иногда встречаются на прак тике, являются нарушением основного принципа методики летного обучения — от простого к сложному — и, естественно, снижают без опасность полетов.
§ 12.5. Форсированный вираж
При увеличении скорости продолжительность и особенно ра диус установившегося виража быстро возрастают. На больших сверхзвуковых скоростях радиус виража может составлять десятки
километров, |
а время — несколько минут. |
Значительный выигрыш |
во времени |
можно |
получить, выполнив |
вместо установившегося |
виража (разворота) |
форсированный. |
|
Ф о р с и р о в а н н ы м н а з ы в а ю т в и р а ж с н о р м а л ь |
н о й п е р е г р у з к о й , п р е в ы ш а ю щ е й п р е д е л ь н у ю п о
р а с п о л а г а е м о й т я г е . |
Поскольку |
форсированный вираж |
выполняется |
в горизонтальной |
плоскости, |
уравнение |
движения, |
определяющее |
равновесие сил |
по вертикали, для него |
остается в |
силе (см. выражения 12.2-1 и 12.2-2). Неизменным остается и уравнение движения (12.3), характеризующее искривление траек тории в горизонтальной плоскости. Меняется лишь уравнение дви жения, описывающее изменение величины скорости. Для форсиро ванного виража оно имеет вид
-f"*~=B *~Q и л и ~dT==gn^- |
( 1 2 Л 5 ) |
Принципиально форсированный вираж (разворот) может вы полняться с различными кренами (перегрузками). Чтобы получить минимальное время разворота, угол крена должен быть макси мально возможным (допустимым). Его величина в зависимости от высоты, скорости и особенностей самолета может определяться различными обстоятельствами: эффективностью продольного уп равления, эксплуатационным ограничением, физиологическими возможностями летчика, допустимым значением коэффициента су.
Ввод в форсированный вираж осуществляется на сколь угодно большой скорости обычным способом: самолет плавно накреняется на выбранный угол с одновременным увеличением перегрузки в соответствии с условием (12.2-2). Поскольку перегрузка теперь превышает предельную по располагаемой тяге, продольная пере грузка и ускорение отрицательны, вираж протекает с торможе-
нием. Уменьшение скорости наряду с большой нормальной пере грузкой обеспечивает сокращение радиуса и времени разворота.
Если в широком диапазоне скоростей располагаемая нормаль ная перегрузка достаточно велика, форсированный разворот (или значительная его часть) может выполняться с постоянным углом крена. Если располагаемая перегрузка сравнительно невелика, а летчик хочет полностью реализовать возможности сокращения продолжительности разворота, крен бывает переменным. Так, на пример, на стратосферных высотах форсированный разворот, на чатый на большой сверхзвуковой скорости, обычно выполняется при полном отклонении стабилизатора на кабрирование. С умень шением числа М располагаемая перегрузка Д у ? уменьшается, и при неизменном угле крена самолет будет снижаться. Обнаружив
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
такую тенденцию, летчик |
должен, |
не отпуская |
ручку |
(штурвал) |
управления, |
уменьшать |
угол |
крена |
соразмерно |
|
с |
уменьшением |
перегрузки, |
обеспечивая |
тем |
самым |
горизонтальность |
маневра |
(контроль по вариометру). При проходе |
области |
«ложки» |
пере |
грузка П у Р обычно возрастает. Здесь |
снова появляется |
возмож |
ность несколько увеличить |
крен. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
На меньших высотах при проходе области околозвуковых ско |
ростей градиент ерп> может уменьшиться |
настолько, |
что |
увеличе |
ние перегрузки становится опасным. Происходит |
|
так |
|
называемый |
«подхват» перегрузки, |
который был |
рассмотрен |
применительно |
к петле Нестерова в § 11.7. Кроме того, с выходом на |
дозвуковые |
скорости самолет при полном отклонении стабилизатора |
окажется |
на срывных |
режимах. Летчик |
должен |
заранее |
знать, |
при |
каких |
высотах и числах М указанное явление имеет место на данном са молете, чтобы быть готовым своевременно парировать его откло нением ручки от себя.
При достаточном запасе скорости как дополнительное средство форсирования разворота можно использовать дросселирование двигателей. В этом случае торможение будет более интенсивным, средняя скорость и продолжительность маневра — меньшими.
Во всех случаях, когда форсированный разворот выполняется (заканчивается) на дозвуковых режимах, нужно особенно внима тельно следить за изменениями параметров и поведением само лета. Это необходимо, во-первых, чтобы не допустить выхода са молета на срывные режимы, а во-вторых, чтобы не пропустить ско рость Vtmin, соответствующую на данной высоте виражу с мини мальной продолжительностью. Если к этому моменту разворот еще не закончен, необходимо зафиксировать скорость и угол крена установившегося виража с минимальным временем и продолжать разворот в установившемся режиме, поскольку дальнейшее умень
шение скорости |
привело |
бы |
не к сокращению, а |
к увеличению |
продолжительности маневра. |
|
|
Имея график |
« х р ( М , |
пу) |
можно рассчитать |
форсированный |
вираж численным интегрированием уравнения (12.10). Радиус и продолжительность для каждого участка определяются по фор-
мулам |
(12.4) и |
(12.5). Программа движения задается в виде |
р = Р р |
и ny = f(V). |
Характер последней функции выбирается в соот |
ветствии с изложенными выше соображениями и с учетом конкрет ных особенностей данного самолета.
Г л а в а 13
ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МАНЕВРЫ САМОЛЕТА
|
|
§ 13.1. Спираль |
|
|
|
Пространственные маневры без скольжения описываются урав |
нениями движения (6.9) |
и (6.10), общий |
анализ которых |
приве |
ден |
в § 6.2. |
|
|
|
Довольно обширную |
группу типовых |
пространственных |
манев |
ров |
составляют спирали, |
т. е. маневры, |
выполняемые по спираль- |
Рис. 13.1. Правильная спираль
ным траекториям. Такие маневры удобны при необходимости на брать или потерять высоту над заданным местом земной поверх ности.
При отработке техники пилотирования под спиралью понимают фигуру пилотажа, представляющую собой набор высоты или сни
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
жение |
самолета по спиральной |
траектории на |
эксплуатационных |
углах |
атаки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В зависимости от знака |
|
угла |
наклона |
траектории |
и |
величины |
угла крена |
спирали |
делят |
|
на восходящие |
( 6 > 0 ) |
и |
нисходящие |
( 6 < 0 ) , мелкие ( у < 45°) и |
глубокие |
(у>45°). |
Заметим, что ви |
р а ж — это частный случай |
спирали при 6 = 0. |
|
|
|
|
|
С п и р а л ь н а з ы в а ю т |
у с т а н о в и в ш е й с я , е с л и с к о |
р о с т ь , у г л ы к р е н а и н а к л о н а т р а е к т о р и и в о |
в с е х |
е е т о ч к а х |
о д и н а к о в ы . |
Установившаяся |
спираль |
|
без сколь |
жения |
называется |
п р а в и л ь н о й . |
|
|
|
|
|
|
|
Траектория правильной спирали имеет вид винтовой линии на |
поверхности |
вертикального |
|
кругового |
цилиндра |
(рис. |
13.1). |
Ра |
диус г этого цилиндра называют просто радиусом спирали. Раз вертка траектории правильной спирали есть прямая линия, накло ненная под углом в к горизонту.
