Взлет с боковым и попутным ветром

Взлет с боковым ветром. Для самолета DA 42 максимально допустимая составляющая ветра под углом 90° (U_{max 90°}) равна на сухой ВПП 20 узлам (37 км/ч или 10,28 м/с). Это разрешенная боковая составляющая ветра, скорость, при которой в ходе испытаний для получения сертификата была продемонстрирована достаточная маневренность при взлете и посадке.

Допустимый боковой ветер с учетом состояния ВПП РЛЭ не определен.

Боковую составляющую для конкретных условий можно определить по номограмме. В представленном на рис. 4.4 примере для заданных условий (направление полета – 360°, ветер – 32°/ 30 узлов) получаем U_{max 90°} = 16 узлов.

Рис. 4.4. Определение боковой составляющей при выполнении взлета и посадки

Взлет самолета с превышением этого ограничения не гарантирует выдерживание прямолинейного движения по ВПП.

Самолет при взлете с боковым ветром стремится развернуться против ветра под действием разворачивающего момента и накрениться по ветру за счет кренящего момента. Задача пилота – уравновесить эти моменты.

Рассмотрим силы, действующие на самолет на взлете, при боковом ветре слева (рис. 4.5).

Рис. 4.5. Разворачивающий и кренящий моменты, действующие
на самолет при взлете с боковым ветром

При разбеге с боковым ветром воздушный поток набегает на самолет под некоторым углом b, т.е. относительно воздуха самолет движется со скольжением под углом b со скоростью W.

Вследствие затенения части правого полукрыла, а также за счет разности углов атаки левой и правой половин крыла, вызванной поперечным V крыла (5°), возникает разность подъемных сил и лобовых сопротивлений. В результате разности подъемных сил (Y_л > Y_пр) у самолета возникает кренящий момент на правую половину крыла (по ветру), в результате разности лобовых сопротивлений (X_л > X_пр) возникает момент рыскания, под действием которого самолет разворачивается влево (против ветра). Таким образом,
в процессе разбега при взлете с боковым ветром самолет стремится развернуться против ветра и накрениться по ветру.

При увеличении скорости V на разбеге угол скольжения в набегающем потоке уменьшается, значит, кренящие и разворачивающие моменты также уменьшаются.

При подъеме передней опоры угол атаки самолета увеличивается, подъемная сила растет, растет и кренящий момент на правое полукрыло. Отрыв самолета происходит с креном на это полукрыло, появляется снос самолета по ветру.

На протяжении всего взлета самолет, двигаясь в воздушном потоке со скольжением, испытывает большее лобовое сопротивление, что способствует некоторому увеличению длины разбега. Учитывая вышесказанное, взлет с боковым ветром должен выполняться следующим образом.

1. Выдерживание направления на разбеге до момента подъема передней опоры осуществляется отклонением руля направления, в крайнем случае подтормаживанием правого колеса. С увеличением скорости на разбеге эффективность руля направления возрастает, разворачивающий момент несколько уменьшается, необходимость в подтормаживании колеса отпадает.

2. До момента подъема передней опоры кренящий момент самолета уравновешивается моментом сил реакции поверхности ВПП на колеса шасси, при этом сила трения правого колеса несколько больше, благодаря чему создается момент, препятствующий развороту самолета против ветра.

В процессе разбега для обеспечения прямолинейного движения по необходимости выкручивать штурвал против ветра. С момента подъема передней опоры, за счет увеличения угла атаки, начинает расти разница подъемных сил и кренящий момент по ветру. Для уравновешивания кренящего момента и предотвращения крена по ветру перед отрывом и при отрыве необходимо дополнительно отклонить штурвал элеронов против ветра (влево) с таким расчетом, чтобы дальнейший разбег и отрыв самолета произошли без крена. Разгон самолета после отрыва осуществляется с углом упреждения в сторону ветра, равным углу сноса по ветру, не допуская крена.

По мере увеличения скорости самолета угол сноса постепенно уменьшается, поэтому для сохранения направления взлета угол упреждения следует уменьшать. Скорость поднятия передней опоры (V_R) при взлете с боковым ветром и скорость отрыва (V_отр) обычно увеличивают по сравнению с обычным взлетом на 5–6 узлов.

Взлет с попутным ветром. В исключительных случаях разрешается взлет при попутном ветре не более 5 м/с. Техника пилотирования в принципе такая же, как и при нормальном взлете. Расчеты по номограммам РЛЭ показывают, что попутный ветер 5 м/с увеличивает длину разбега при массе более 1700 кг на 90–100 м.

4.7. Порядок расчета взлетных характеристик самолета
по номограммам РЛЭ

Для обеспечения безопасности на взлете, при конкретных условиях на аэродроме, производится расчет взлетной дистанции и дистанции разбега. Полученные расчетные величины сравнивают с располагаемыми дистанциями. Расчетные дистанции должны быть меньше тех, которые имеются в наличии.

В качестве примера произведем расчет для условий:

– рычаг управления двигателем – оба в положении MAX при 2300 об/мин;

– закрылки убраны;

– m_взл = 1750 кг (3858 фунтов);

– Н_бар = 0 футов;

– температура наружного воздуха составляет 15 °C (59 °F);

– встречная составляющая ветра составляет 10 узлов (5,1 м/с);

– отрыв колеса передней опоры шасси на V_R = 76 узлов;

– скорость для начала набора высоты – 82 узла;

– ВПП – ровная поверхность, с твердым покрытием (бетон, асфальт и т.п.).

1. Определяем дистанцию взлета до пролета над препятствием высотой 50 футов (15 м). Порядок показан на номограмме стрелками (рис. 4.6). Получаем L_{дист. взл} = 620 м (2034 футов).

2. Аналогично определяем длину разбега при указанных выше условиях (рис. 4.7). Получаем L_разб = 375 м (1230 футов).

Рис. 4.6. Дистанция взлета до пролета над препятствием высотой 50 футов (свыше 1700 кг)

Предупреждение:

1. Для безопасного взлета располагаемая длина ВПП должна быть не меньше дистанции взлета до пролета над препятствием высотой 50 футов (15 м).

2. Несоблюдение правил при техническом обслуживании самолета, отступление от установленного порядка эксплуатации и обслуживания, неровности на ВПП, а также неблагоприятные внешние факторы (высокая температура, дождь, неблагоприятные условия по ветру, включая боковой ветер) ведут к увеличению дистанции взлета.

Рис. 4.7. Дистанция разбега при взлете

Внимание! На мокрой грунтовой ВПП или мокрой ВПП с мягким травяным покрытием разбег при взлете может существенно превышать расчетные значения. В любом случае пилот обязан учесть состояние ВПП, чтобы обеспечить безопасность взлета.

При взлете с сухой ВПП с травяным покрытием (стриженая трава) необходимо принять следующие поправки по сравнению с ИВПП:

– травяное покрытие высотой до 5 см (2 дюймов): увеличение разбега при взлете на 10 %;

– травяное покрытие высотой от 5 до 10 см (от 2 до 4 дюймов): увеличение разбега при взлете на 15 %;

– травяное покрытие высотой более 10 см (4 дюймов): увеличение разбега при взлете не менее чем на 25 %.

Запрещается взлетать, если высота травяного покрытия ВПП превышает 25 см (10 дюймов).

Для мокрого травяного покрытия дополнительно принять 10 % увеличение разбега при взлете.

Наличие восходящего уклона величиной 2 % (2 м на 100 м или 2 фута на 100 футов) ведет к увеличению дистанции взлета приблизительно на 10 %. Влияние на разбег при взлете может быть еще более значительным.