Поскольку боковые моменты учтены отдельно, сила Z перене
сена в центр тяжести самолета. Она уравновешивается |
суммарной |
боковой реакцией |
земли Z „ = Z K l + Z H 2 (рис. 14.8): |
|
|
Z + Z K = |
0. |
|
|
Кроме того, сила |
Z K создает поперечный момент |
|
Мх к = ZKhK = ~ZhK |
= clSqhK |
, |
(14.24) |
направленный в ту же сторону, что и аэродинамический момент Мх. Оба эти момента (при нейтральном положении элеронов) урав новешиваются опорным поперечным моментом; он реализуется в виде пары сил AN приращений нормальных реакций земли, раз гружающих стойку шасси, со стороны которой дует ветер, и до
гружающих |
другую |
стойку: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Мх + Мхк+ |
Ь№ = 0, |
|
|
|
|
где b — ширина колеи шасси. |
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
приращение нормальных |
реакций |
земли |
|
|
|
Ш |
= - |
А 1 |
' ^ * * |
=-Sq(ml-L |
+ d>±.)Jfr-. |
|
(14.25) |
Дополнительным |
нормальным |
реакциям ДМ соответствуют |
при |
ращения сил трения |
качения колес AF = fAN. |
|
|
|
|
Относительно |
оси Оуи |
кроме |
аэродинамического |
момента |
Му, |
действует момент силы ZI t : |
|
|
|
|
|
|
|
Му |
к = |
ZKxK = |
-ZxK |
= - |
c\Sql^f- |
|
|
(14.26) |
и момент пары дополнительных сил трения AF: |
|
|
|
|
МуР = |
AFb = fANb ^-fSqlf^ml |
+ c ? |
^ ^ - |
. |
(14.27) |
Оба эти момента направлены против момента Mv и стремятся развернуть самолет по ветру. Суммарный путевой момент, дей ствующий на самолет в процессе разбега с боковым ветром при нейтральном положении руля направления и отсутствии бокового юза колес:
Myz |
= My + |
MyK |
+ MyF |
= |
|
S q l ( m l - c l ^ - - f m x - f c l ^ ) ^ , |
пропорционален |
скорости |
V |
и |
боковой |
составляющей |
ветра |
иг и в зависимости от компоновки |
самолета |
может |
быть направлен |
в любую сторону. Он должен |
быть уравновешен |
рулевым |
путевым |
моментом MyS |
— m*bnSql. |
Потребный для |
этого |
|
угол отклонения |
руля |
направления |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
K - ~ - ~ ( n t l ~ c l ^ - - f m x - f |
c l ^ - |
) |
^ - |
(14.28) |
уменьшается |
с увеличением |
скорости. |
|
|
|
|
В |
момент |
трогания |
с |
места V |
-и и |
W=0. |
При |
этом угол |
скольжения 3 |
arcsin - ~ |
= |
arcsin — |
180° |
9 определяется уг |
лом |
|
V |
|
и |
|
ветра ш (рис. 14.9) и при строго боковом |
ветре |
(9 = |
90с ) дости |
гает 90°. (При попутно-боковом ветре угол скольжения был бы ту пым, по с таким ветром не взлетают.) Естественно, что при углах скольжения, близких к 90°, допущение j3 = sin(3 неприемлемо и, что еще важнее, обтекание вертикального оперения, фюзеляжа и дру гих частей самолета становится срывным. В этих условиях грубо нарушается пропорциональность между коэф фициентами боковых аэродинамических на грузок и углом скольжения, в связи с чем частные производные, входящие в записанные выше выражения, становятся переменными и по величине могут сильно отличаться от своих значений при плавном обтекании. С прибли жением угла |3 к 90° особенно характерно интенсивное уменьшение коэффициента ть» эффективности руля направления. В ре
зультате |
при |
некоторой |
скорости |
строго |
|
|
|
|
|
бокового |
ветра не только в самом начале, но |
|
|
|
|
|
и |
далее |
(в |
широком |
интервале |
скоростей |
|
|
|
|
|
разбега) |
приходится удерживать |
самолет |
от |
|
|
|
|
|
разворота |
односторонним |
торможением |
ко |
|
|
|
|
|
лес, что, |
конечно, |
ухудшает |
характеристики |
Рис. |
14.9. |
Образова |
взлета. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ние |
скольжения на |
|
Разбег |
самолета без юза колес при |
боко |
разбеге |
с |
боковым |
вом ветре не может продолжаться до |
скоро |
|
|
ветром |
сти |
отрыва. Дело |
в том, что боковая реакция |
|
|
|
|
|
земли FK |
ни при каких условиях не может превышать силу |
трения |
скольжения |
колес: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^ к г а а х = / с к Л ^ с к ( С - К ) , |
|
|
|
|
|
где |
/ск — коэффициент |
трения |
скольжения |
колес |
(резины) |
по по |
верхности |
ВПП |
(по |
сухому |
бетону, |
мокрому |
бетону, |
грунту |
и т. п.). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
С увеличением скорости во второй |
фазе |
разбега |
подъемная |
сила возрастает, |
быстро приближаясь к весу |
самолета. |
При этом |
нормальная реакция земли N, прижимающая колеса к полосе, а следовательно, и сила трения f „ m a i стремятся к нулю. Боковая же аэродинамическая сила Z, которую сила ZK должна уравновеши вать, непрерывно увеличивается пропорционально скорости. При некоторой скорости У с д сдува наступает равенство Z — —ZK m ax, после чего самолет начинает «сдувать» с ВПП. Естественно, что скорость сдува тем меньше, чем больше боковая составляющая ветра uz и меньше коэффициент /0 к-
Удержать самолет на ВПП и сохранить заданное направление разбега при юзе колес достаточно трудно. Поэтому в условиях
сильного бокового ветра и особенно на ВПП с малым коэффи циентом /ск Для компенсации сдува разбег выполняется не по оси ВПП, а ближе к тому краю, откуда дует ветер. Чтобы увеличить
скорость УСд, переднее |
колесо поднимают на большей, чем обыч |
но, скорости. В интервале скоростей |
от |
V C H |
до |
V0Tp боковое |
сме |
щение |
самолета |
обычно |
невелико. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Скорость |
|
Уся |
можно |
определить |
из условия |
|
Z = Z K |
m |
a x , |
которое |
можно |
|
записать |
в |
виде |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0,5сР5Р Кс д «, = |
U |
(О ~ |
0,5^у 0 Т Р 5 Р К 2 Д ) |
|
|
|
|
или |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
V2 |
А |
— |
|
V2 |
= |
0 |
|
|
|
|
|
|
где V>отр = |
С |
у |
о т |
2р |
0 Sq |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Отсюда |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
L |
' |
|
|
4 - i y c K L y o r p |
|
v отр ' |
|
|
£J4KLy отр |
' отр |
|
J |
|
|
В квадратной скобке заключена функция |
вида У=]/Гх2 |
+ |
1 — х, |
которая |
при |
х>0 |
всегда |
меньше |
единицы |
и |
быстро |
|
уменьшает |
ся с увеличением |
х. |
В |
данном |
случае |
х — 0 |
, |
ся |
|
тИ— и его |
z |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
^/сксу отр ^отр |
|
увеличение |
|
равносильно |
увеличению |
боковой |
составляющей |
вет |
ра иг |
и уменьшению коэффициента |
/ск- |
|
|
|
|
|
|
|
|
Зная скорость Усд, можно определить боковое смещение само |
лета за счет юза. При |
скорости |
1/с д |
силы Z и ZK еще |
уравнове |
шены. При |
скорости |
Уотр Z K = 0, |
Значит, |
среднее |
значение |
неурав |
новешенной |
силы, вызывающей боковое перемещение самолета: |
|
|
|
|
|
|
|
|
ДгС р = |
- ^ - |
= |
0,5в$5?0 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
с р — |
|
2 |
— |
|
|
отр т / о т р |
|
|
|
|
|
|
Эта |
сила |
|
сообщает |
самолету |
ускорение |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Д 7 с р |
|
|
A Z c p |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Время |
разбега |
самолета в интервале |
скоростей от |
Van ДО У0тр: |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
At = |
^отр |
~ |
^сд |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
h |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Боковое |
смещение самолета за |
счет сдува |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
* ~ |
|
2 |
|
- ° > 2 5 ^ 1 |
|
3 - ( 1 - Т— • |
О 4 ' 3 1 ) |
Если |
ширина |
ВПП |
значительно |
больше |
смещения |
|
ALZ, |
|
то до |
конца разбега целесообразно выдерживать направление продоль ной оси самолета на ориентир взлета. При необходимости боковое смещение можно (частично или полностью) компенсировать плав-
ным доворотом самолета навстречу ветру. Одновременное выдер живание взлетного угла атаки и регулирование азимутальной ориентировки продольной оси самолета требуют специальных на выков в перераспределении внимания и сильно усложняют взлет,
особенно если |
учесть, что |
боковой юз, |
как |
правило, |
развивается |
и протекает |
неровно. Небольшие |
продольные |
колебания |
самолета |
вызывают изменения сил N и FK |
= fCKN, сам коэффициент / с к |
в силу |
неоднородного |
состояния |
поверхности |
|
|
|
|
|
полосы |
несколько |
меняется — все |
это |
|
|
|
|
|
усугубляется |
|
боковыми |
деформация |
|
|
|
|
|
ми |
иневматиков, |
имеющих |
собствен |
|
|
|
|
|
ные |
динамические |
свойства. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
В зависимости |
от протекания |
на |
|
|
|
|
|
чальной и конечной стадий разбега с |
|
|
|
|
|
боковым ветром для каждого типа са |
|
|
|
|
|
молетов |
устанавливается |
|
предельное |
|
|
|
|
|
значение |
боковой |
составляющей |
вет |
|
|
|
|
|
ра и2, при которой разрешается взле |
|
|
|
|
|
тать. Это значение соответствует нор |
|
|
|
|
|
мальным условиям взлета. В особых |
|
|
|
|
|
случаях |
(узкая |
или скользкая |
полоса |
|
|
|
|
|
и т. п.) |
оно, |
естественно, |
должно |
кор |
|
|
|
|
|
ректироваться. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Способы борьбы с боковым ветром |
|
|
|
|
|
на |
воздушных |
участках |
|
интересно |
|
|
|
|
|
рассмотреть |
применительно |
к |
посад |
|
|
|
|
|
ке, |
где |
требуется |
большая |
точность |
|
|
|
|
|
выдерживания |
заданной |
линии |
пути. |
Рис. |
14.10. Борьба |
со |
сносом |
Принципиально |
возможны |
два |
спосо |
|
подбором |
курса |
|
ба |
борьбы с |
боковым ветром: |
подбор |
|
|
|
|
|
курса и скольжение. При сильном боковом ветре они могут ис пользоваться совместно.
При первом способе четвертый разворот выполняется на не сколько больший или меньший угол, чтобы после вывода из него нос самолета был развернут навстречу ветру относительно нор мального посадочного курса (рис. 14.10). Заход при этом осуще ствляется не по оси ВПП, а ближе к тому ее краю, со стороны которого дует ветер. В процессе предпосадочного планирования курс уточняется так, чтобы самолет без крена и скольжения сни
жался |
в вертикальной плоскости, параллельной оси ВПП. |
Этот |
курс |
сохраняется и уточняется (ветер по высотам может |
менять |
ся) |
на |
всем воздушном участке посадки. Приземление |
в |
этом |
случае должно выполняться особенно мягко, так как путевая ско рость имеет боковую составляющую относительно плоскости коле са и при грубом приземлении могут возникнуть опасные боковые нагрузки на шасси.
Сразу после приземления самолет будет двигаться вдоль поло сы с боковым юзом. Но, пока подъемная сила почти равна посадочному весу, боковая реакция земли FK = fcK(G— Y) невг-
лика и, следовательно, |
неопасна. Момент этой силы будет развора |
чивать самолет |
вдоль |
ВПП. Для уменьшения AL Z переднее колесо |
целесообразно |
опустить раньше. Если к этому моменту самолет |
еще не довернулся параллельно |
оси ВПП, это нужно сделать со |
ответствующим |
отклонением педалей. Движение самолета, когда |
его продольная |
ось параллельна |
оси ВПП, было рассмотрено при |
менительно к взлету. |
|
|
При борьбе со сносом путем |
скольжения самолет после четвер |
того разворота накреняется навстречу ветру и при этом удержи
вается от разворота отклонением |
педалей |
против |
крена. Углы кре- |
|
|
|
. |
|
на |
и |
скольжения |
должны |
быть |
таки- |
i ^ — ^ ^ ^ s v ^ |
Кг cos т |
м и > |
чтобы |
боковая |
составляющая воз- |
|
^ |
Ш |
^ ^ |
1 — Ц |
ДУШНОЙ |
СКОРОСТИ |
\ ' г COS "f |
(рис. |
14.11) |
|
|
T ^ ^ v ^ j T y I |
компенсировала |
боковую |
составляю- |
|
ul^t |
|
_ ! ^ J |
щую |
ветра |
uz . Тогда |
самолет |
будет |
„ |
, . . , |
_ |
, |
vz |
двигаться |
в |
заданной вертикальной |
со сносом |
плоскости. |
К |
концу |
выдерживания |
Рис. |
14.11. |
Борьба |
к Р е н |
|
|
|
|
3 |
^ |
|
v |
|
|
скольжением |
и |
скольжение |
необходимо убрать, |
|
|
|
|
|
чтобы приземление произошло на два |
|
|
|
|
|
колеса. |
|
|
|
|
|
|
|
|
Боковая |
балансировка |
самолета |
в |
прямолинейном |
полете со |
скольжением была рассмотрена в § 9.1. Разумеется, этот способ борьбы с боковым ветром в чистом виде применим только при условии, что потребный угол скольжения, равный углу сноса, не выходит за предельное значение угла % лимитируемое полным отклонением руля направления или элеронов.
При компенсации сноса скольжением еще важнее упреждение бокового смещения самолета заходом на наветренный край по лосы, так как сносу самолета в конце выдерживания ничто не пре пятствует. Необходимо помнить, что скольжение снижает аэроди намическое качество самолета. Чтобы при обычном расчете на
посадку избежать |
приземления с недолетом, при скольжении нуж |
на повышенная |
тяга. |
|
Необходимо отметить, что для выдерживания направления при |
сильном боковом |
ветре на значительном участке пробега |
требу |
ются большие отклонения педалей. Это лишает летчика |
возмож |
ности интенсивно |
использовать тормоза и, следовательно, |
приво |
дит к увеличению пробега. Применение тормозных парашютов при сильном боковом ветре также ограничено, поскольку собственный снос парашюта усугубляет сдувание самолета с полосы.
|
Г л а в а |
15 |
ДАЛЬНОСТЬ И ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОСТЬ ПОЛЕТА |
|
§ 15.1. Основные понятия и определения |
Под дальностью L данного полета понимают расстояние, про |
ходимое |
самолетом относительно |
земной (водной) поверхности |
от места |
вылета до места посадки |
по маршруту полета. |