Файл: Василинин В.Н. Автоматизированное вождение тяжелых самолетов.pdf
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 30.06.2024
Просмотров: 94
Скачиваний: 0
Обобщив результаты расчетов практических дально стей полетов комбинированных профилей, можно получить график (рис. 62)
^-пр ==f(LMü„ -f- Z-6. в)і
где LM.в — дальность полета на малой высоте, а Le. в — на большой.
Примерный график для гипотетического самолета со взлетным весом G0=115 тс, полной заправкой топливом GT= 5.1. -тс и резервом, топлива С?т.рез= 10% показан, на рис. 62, С помощью такого графика легко и быстро (хотя и приближенно) определяется обеспеченность топливом полета комбинированного профиля. Например, если за дано сначала пролететь на малой высоте LM.в= 2250 км, то против соответствующей точки на оси ординат отсчиты
вается. время /м .в= 3,3 ч, вес |
самолета |
в конце участка |
Отг =87 тс и остаток топлива |
GT= 24 тс. |
|
Перемещаясь по горизонтали до пересечения с линией Lnp и опустив перпендикуляр на ось абсцисс, можно отсчи тать Ьб,в = 280Ѳ км, ^б.в = 3,7 ч; откуда Lop = 5050 км и ^пол— 7 ч,
Перейдем к анализу вопросов, относящихся к заблаго временным расчетам влияния местных климатических се зонных условий на практическую дальность типовых поле тов.
Сначала рассмотрим влияние температуры на практи ческую дальность и продолжительность полета. Многочис ленными исследованиями в этой области установлено, что влияние отклонения температуры воздуха относительно стандартной на летно-технические характеристики самоле тов возрастает с увеличением скорости полетов. Для СТС учет температуры становится уже более существенным, чем учет не только слабого, а иногда даже среднего по скорости ветра.
Проще всего вопрос учета сезонных отклонений темпе ратуры решается применительно к трассовым полетам, по скольку заранее известен маршрут и профиль полета и кроме прогноза погоды имеется дополнительная возмож ность для накопления статистических материалов в про цессе регулярных полетов.
Данные о средних сезонных отклонениях фактической температуры (ДГср) обобщаются и оформляются в виде таблиц по форме № 2, приведенной в приложении 6.
Сезонные отклонения температуры от стандартной оп ределяются для заранее намеченных точек на трассе по высотам
^ ср = Г ср- Г ст, |
(150) |
где Тср— средняя сезонная температура |
на заданной |
высоте в пункте измерения или |
зондирования; |
Гст — стандартная температура. |
|
Диапазон высот выбирается для ДТС до 15 км, а для СТС — 20 или 25 км. Пункты измерения или зондирования температуры в районах аэродромов подбираются через 100—250 км, а на маршруте — через 500—1000 км.
Из приведенной таблицы легко выбрать ДГСр или найти их путем интерполяции для нужных точек на профиле трассового полета и использовать для инженерно-штур манских расчетов.
Таблица ДТср дает возможность выявить преобладаю щие отклонения температуры по трассе. Преобладание положительных отклонений может привести к уменьшению практической дальности полета из-за падения тяги. Зави
163
симость тяги ТРД от изменения температуры выражается приближенно следующим образом
- ^ = - 2 ^ , |
(151) |
4Р
где —р---- приращение тяги.
С увеличением температуры воздуха на 10° тяга падает примерно на 7%.
Чтобы продолжать полет на заданной высоте с посто янной скоростью, необходимо увеличить число оборотов, а
значит, и тягу по формуле |
|
|
|
ят= « с т (і + 4 " т ^ г ) » ' |
0 52) |
||
где пт— потребное число |
оборотов |
с учетом |
отклонения |
температуры; |
оборотов |
при стандартной тем |
|
пст— потребное число |
|||
пературе. |
|
|
|
С увеличением числа оборотов ТРД растет и часовой |
|||
расход топлива; с увеличением температуры на |
10° он уве |
||
личивается на 2%. |
|
|
|
Если увеличить обороты нельзя, то сохранение скоро сти полета возможно лишь на меньшей высоте. На каждые 10° увеличения температуры высота уменьшается пример но на 430 м. При этом километровый расход топлива уве личивается на 1,2%.
На участке набора высоты влияние положительных от клонений температуры сказывается на расходе топлива в еще большей степени. Падение тяги приводит к уменьше нию скороподъемности и резкому увеличению времени набора заданной высоты (вследствие сравнительно малых углов наклона траектории набора).
Если известно время набора высоты как функция тем пературы, то суммарный расход топлива на участке можно
определить по приближенной формуле |
|
Gl = G.Т СТ і |
(153) |
где G; , trH— расход топлива и время набора с учетом
отклонения температуры;
GTCT, tHQr— расход топлива и время набора при стан дартной температуре.
164
Таким образом, представляется принцили-зльная воз можность по данным таблицы АТср заблаговременно опре делить температурные поправки в предварительные рас четы типового полета (форма № 1).
К пунктам измерения или зондирования температуры целесообразно привязать сезонные данные о средних зна
чениях эквивалентного ветра (ш) и его средних квадрати ческих отклонениях (a j. Эти данные рассчитываются или
снимаются со специальных карт.
Среднее значение сезонного эквивалентного ветра в дан
ном пункте определяется по формуле |
|
|||
Ü = |
Uтcos е — ~ |
sin2 |
(154) |
|
|
е= 8, - П У |
+ |
180°, |
(155) |
где Ur— результирующий модуль ветра; |
|
|||
е— угол результирующего ветра; |
|
|||
8, — направление Ur\ |
|
квадратическое |
откло |
|
°т— векторное |
(радиальное) |
|||
нение Ur-
Поскольку эквивалентному ветру присуще распределе ние, близкое к нормальному, то
(156)
Среднее значение сезонного эквивалентного ветра по
трассе (штр) при равнопротяженных участках или этапах
вычисляется по формуле
П
(157)
где п — число участков_или этапов, для средних пунктов ' которых определялось ш
Среднеквадратическое отклонение сезонного эквива лентного ветра по трассе определяется по формуле Сойера:
(-158)
где к ш— коэффициент, характеризующий уменьшение из
менчивости эквивалентного ветра по трассе по сравнению с его изменчивостью в пункте.
165
По известным значениям'штр и °агр можно построить
вероятностный график обеспеченности эквивалентного вет ра. На рис. 63 приведен такой график, заимствованный из [23]. Он построен применительно к маршруту Москва — Новосибирск для условий: весна, Н = 9000 м, 1/= 800 км/ч,
штр= 38 км/ч,с*шТр =29 км/ч.
График построен на вероятностной сетке, линия обе спеченности эквивалентного ветра проходит через три точ
ки с координатами: |
1) |
Р = 50%, штр=38 |
км/ч; 2) Р = 84%, |
|||
р;/. |
290 |
230 |
22О |
210 |
200. |
|
----г |
|
J |
\ |
”1---- |
7 іпол, »ин |
|
99,5 |
|
|
|
|
|
|
95 |
|
|
|
|
|
|
90 |
|
|
|
|
|
|
70 |
|
|
|
1 |
|
|
50 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
2 О |
|
/ з |
|
|
|
|
ІО |
|
|
|
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
О,! -90 -20 |
О |
20 |
90 ,ВО |
80 100 |
120 WTP, w /v |
|
Рис. 63. График обеспеченности эквивалентного ветра [23]
штр —38 + 29 = 67 км/ч; 3) Я= 16%, а>тр=38—29 = 9 км/ч. Ось
абсцисс имеет две равномерные шкалы: штр и /ПОлПослед няя рассчитана по формуле
tпол |
L |
(159) |
|
V + <Дтр |
|||
|
|
||
где L — длина трассы. |
|
|
|
По графику легко определить, с |
какой вероятностью |
||
можно ожидать тот или иной ветер и какова при этом про должительность полета. Это дает возможность уточнить необходимый и достаточный резерв топлива. Например, в данном случае вероятность встречного ветра, приводящего к перерасходу топлива,, составляет всего 10%, этой же вероятности соответствует /Пол=|233 мин.
Заслуживает . особого , .внимания метод учета общего
влияния ‘температуры И ветра |
на |
дальний полет, предло |
женный Кросслеем. Сущность |
метода аналогична учету |
|
эквивалентного ветра. |
-■. - |
:- |
166
Среднее значение так называемого температурно-ком пенсированного эквивалентного ветра или обобщенного
ветра (со) в пункте отличается от со на |
величину поправ |
ки, учитывающей влияние температуры: |
|
Ш = СО — Я т У Л Г с р , |
( 160) |
где ßT— температурный коэффициент.
Для трассы обобщенный ветер рассчитывается по фор
муле, подобной |
формуле (157), т. е. |
|
|
|
|
||||
|
|
|
1 |
П ~ |
|
|
|
( 161) |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
;=і |
|
|
|
|
|
|
Среднеквадратическое |
отклонение |
обобщенного |
ветра |
||||||
по трассе рассчитывается с учетом влияния температуры |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
(« а ) |
|
гдект — коэффициент, |
характеризующий |
изменчивость |
|||||||
температуры по трассе |
(табл. 12); |
температуры |
в |
||||||
ат — среднеквадратическое |
отклонение |
||||||||
пункте. |
|
|
|
|
|
|
|
|
кшч |
Ниже приведена таблица значений коэффициентов |
|||||||||
и Кт, как функций длины трассы. |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
12 |
||
Значения коэффициентов |
ка и /ст |
|
|
|
|||||
L, км |
0 |
1000 |
2000 |
3000 |
4000 |
5000 |
6000 |
7000 |
|
к ш |
1.00 |
0.86 |
'0,73 |
0,74 |
0,57 |
0,51 |
0,47 |
0,44 |
|
Kj. |
1,00 |
0,87 |
0,78 |
0,72 |
0,65 |
0,58 |
0,52 |
0,47 |
|
Для иллюстрации ниже приведена таблица, заимство ванная из [23], в которой приведены результаты расчетов эквивалентного и обобщенного ветра по маршруту Лон дон— Нью-Йорк и обратно для условий: июнь, Н = 12 км, V=700 км/ч, ат= 0,007.
167
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
13 |
|
Эквивалентный и суммарный ветер на противоположных |
|
|||||
|
маршрутах |
|
|
|
|
|
|
Эквивалентный |
ветер, |
Обобщенный |
ветер, |
|
|
Маршрут |
км/ч |
|
|
км/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
штр |
С<!>Тр |
шТр |
|
ССОТр |
|
Лондон-Нью -Йорк |
—57 |
22 |
—76 |
|
26 |
• |
Нью -Йорк-Лондон |
.56 |
20 |
33 |
■ |
26 |
|
Из табл. 13 видно довольно существенное различие между эквивалентным и обобщенным ветром и между их значениями при полете по одному и тому же маршруту в прямом н обратном направлении.
Следует отметить и такое важное обстоятельство, что конечный результат расчетов заключен всего в трех циф
рах: штр равен 76 и 33 км/ч, а «итр = 26 км/ч. Этими дан ными легко оперировать не только при заблаговременных, но и при инженерно-штурманских расчетах, если отсутст вуют прогностические данные.
Несмотря на очевидные преимущества, метод пока не получил широкого распространения главным образом по двум причинам: нет ясности в правомерности нормального
закона распределения температуры воздуха |
и |
отсутст |
|
вует единая точка зрения о значении |
коэффициента ат. |
||
Так, например, по данным ИКАО для |
этих |
же |
условий |
ат«г0,004. |
|
|
|
До сих пор рассматривался учет влияния температуры и ветра на типовой полет по трассе. Применительно к во енным тяжелым самолетам подобная задача может быть решена при условии, что районы предстоящих полетов и базирования известны. В этом случае возможно заблаго временное выделение полосы полета или сектора, ось ко торых можно рассматривать как трассу.
На рис. 64 показан один из возможных вариантов выде ления полосы или сектора предстоящих полетов в поле пунктов измерения и зондирования температуры и ветра. Вокруг каждого пункта проведена окружность, охваты вающая с перекрытием зону обобщения. Исследования показывают, что радиус обобщения (г0б) температуры
168