Горизонтальный полет

Каждый вид движения самолета определяется величиной и направлением скорости. Движение самолета с постоянной по величине и направлению скоро­стью называется установившимся,

Из механики известно, что для прямолинейного движения необходимо равновесие сил в направлении, перпендикулярном к траектории движения, а для постоянства скорости - равновесие сил по траектории движения. Следова­тельно, для установившегося движения самолета равнодействующая внешних сил, действующих на него, должна быть равна нулю.

Установившимся горизонтальным полетом называется равномерное дви­жение самолета по прямолинейной горизонтальной траектории. Схема сил, действующих на самолет в горизонтальном полете, показана на рис.1.8.

Рис.1.8. Схема сил, действующих на самолет в горизонтальном полете.

На горизонтально летящий самолет действуют следующие силы: G - масса самолета, Р - тяга двигателя, Y - подъемная сила и Х- лобовое сопротивление.

Для нашего анализа можно считать, что все силы, действующие на само­лет, приложены в одной точке - центре тяжести.

Тогда уравнения движения центра тяжести самолета можно записать в ви­де простой системы:

Y = G (3.1)

Х = Р. (3.2)

Уравнение (3.1) дает условие прямолинейности движения самолета, а уравнение (3.2) - постоянства скорости.

В аэродинамике интересуются минимальной скоростью, с которой можно выполнять полет на заданной высоте. Такая скорость называется по­требной скоростью горизонтального полета (V_rn). Из формулы подъемной силы Y выражение (З.1) можно записать так:

Y = G = с_yS ρV_rn ²/ 2 (3/3)

Решая это равенство относительно (V_rn), получим:

(3.4)

Из выражения (3.4) видно, что потребная скорость горизонтального полета зависит от угла атаки, высоты полета самолета и величины G/S, которую назы­вают удельной нагрузкой на крыло.

Как видно из последней формулы, V_rn уменьшается при увеличении угла атаки и достигает минимума при α = α_кр. Однако полеты выполняются не на критических углах атаки, а на так называемых допустимых углах атаки, кото­рые чуть меньше критических.

Разделив (3.1) на уравнение (3.2), получим

P/G = X/Y = 1/K (3.5)

Если обозначить тягу двигателя, необходимую для горизонтального полета (потребную тягу), как Р_rn, то она будет равна

Р_{rn =} = G/K (3.6)