Этапы взлета и посадки воздушных судов
Наиболее ответственными участками полета любого воздушного судна являются взлет и посадка.
Начальным участком полета является взлет. Взлетом называется ускоренное движение самолета от начала разбега до набора высоты 10 м. Взлет самолета состоит из следующих этапов: разбег, отрыв, разгон с подъемом.
Разбег самолета - это ускоренное движение его по земле, необходимое для набора скорости, при которой происходит безопасный отрыв. Минимальная скорость безопасного отрыва самолета от земли называется скоростью отрыва (Vотр).
Разгон с подъемом есть ускоренный прямолинейный полет с малым углом подъема до высоты 10 м.
Расстояние от начала разбега до набора высоты 10 м называют взлетной дистанцией Lвзл.дист,, а расстояние от начала разбега до отрыва - длиной разбега Lразб. Длина разбега определяет необходимую длину взлетно-посадочной полосы (ВПП). Основными характеристиками взлета являются длина разбега самолета и скорость его отрыва.
В момент отрыва самолета его подъемная сила становится равной его массе (Y = G). Следовательно,
Y = G = сy отрS ρVотр ²/2, (3.11)
Отсюда
Vотр =√2G/ сy отрS ρ. (3.12)
Из выражения (3.12) видно, что для уменьшения скорости отрыва необходимо до возможного предела увеличить сy отр. Это достигается использованием так называемой механизации крыла, которая и позволяет увеличить на взлете коэффициент подъемной силы.
Основные виды механизации крыла - щитки, закрылки и предкрылки (рис, 3,5),
Щиток представляет собой отклоняющуюся поверхность, которая в убранном положении примыкает к нижней задней поверхности крыла (рис. 3.5, а). При отклонении щитка вниз за ним создается область разряжения, а перед ним давление повышается. Вследствие перераспределения скоростей обтекания на верхней и нижней поверхностях крыла происходит увеличение сy, что приводит к увеличению подъемной силы при той же скорости движения самолета,
Закрылок - отклоняющаяся часть задней кромки крыла (рис.3.5, б). При отклонении закрылков изменяется профиль крыла, причем изменение профиля происходит таким образом, что скорость обтекания поверхности крыла увеличивается сверху и уменьшается снизу и вследствие этого увеличивается су.
Рис. 3.5. Основные виды механизации крыла:
а – щиток, б – закрылок, в – предкрылок.
Предкрылок представляет собой небольшое крыло, расположенное на некотором расстоянии от носка основного крыла (рис. 3.5, в). Между профилем предкрылка и контуром носка крыла воздушный поток разгоняется (щель сужается) и направляется вдоль верхней поверхности крыла. За счет этого скорость потока сверху крыла увеличивается и как следствие - увеличивается подъемная сила.
Все перечисленные виды механизации крыла в заметной мере увеличивают лобовое сопротивление. Поэтому механизация крыла делается подвижной и используется только на взлете и при посадке.
Обычно на самолетах гражданской авиации элементы механизации крыла используют в комплексе, что позволяет уменьшить скорость отрыва примерно на 100 км/ч.
Завершающим этапом полета самолета является посадка. Посадкой называется замедленное движение самолета с высоты 15 м до полной остановки на земле. Посадку самолета можно разделить на пять этапов: снижение, выравнивание, выдерживание, парашютирование и пробег.
Посадке предшествует снижение самолета с эшелона полета и заход на посадку. Снижение самолета с эшелона полета по маршруту начинается примерно за 200-250 км от аэродрома посадки. На высоте около 400 м самолет, продолжая снижаться, входит в глиссаду. Этот этап посадки называется снижением по глиссаде (глиссада - траектория снижения самолета в вертикальной плоскости на конечном этапе захода на посадку).
Обычно для самолетов гражданской авиации угол наклона глиссады к горизонтальной плоскости составляет 2°40' - 3°00'. Такой диапазон углов установлен, исходя из условий оптимальных вертикальных скоростей снижения самолета, режимов работы двигателей и условий ухода на второй круг.
Высота 15 м над уровнем ВПП на глиссаде при посадке самолета считается концом этапа снижения, С этого момента начинается собственно посадка самолета. Следующий этап посадки - выравнивание. На этом этапе траектория полета переходит из наклонной в горизонтальную с постепенным уменьшением вертикальной скорости. Выравнивание заканчивается на высоте около 1 м. Его осуществляют путем увеличения угла атаки, что приводит к увеличению коэффициента подъемной силы су, и уменьшению скорости полета. После окончания этапа выравнивания самолет должен иметь некоторый запас скорости для обеспечения устойчивости в полете.
За этапом выравнивания следует этап выдерживания, который необходим для дальнейшего уменьшения скорости полета. Это достигается постепенным увеличением угла атаки, что приводит, как и на этапе выравнивания, к увеличению коэффициента су и уменьшению скорости полета V при сохранении равенства Y = G. Далее, при движении самолета в процессе этапа выдерживания подъемная сила постепенно уменьшается и становится меньше массы самолета. Самолет начинает парашютировать и мягко касается ВПП.
Движение самолета по взлетной полосе после касания до полной остановки называется пробегом самолета. Пробег в самом начале выполняется на основных (двух) колесах (стойках) шасси, а затем происходит постепенное опускание носового колеса и торможение.
Основными характеристиками посадки самолета являются длина пробега, посадочная дистанция и посадочная скорость.
Длина пробега самолета - это расстояние, которое проходит самолет по ВПП от точки касания до полной остановки.
Посадочная дистанция - расстояние по горизонтали, которое проходит самолет при посадке с момента пролета высоты 15 м до полной остановки на ВПП.
Посадочная скорость (Vпос) - это минимальная скорость безопасного приземления самолета. Значение посадочной скорости можно определить из равенства Y = G в конце этапа выдерживания. Если учесть влияние так называемой воздушной подушки между самолетом и землей, то посадочная скорость меньше скорости в конце выравнивания примерно на 5%. Следовательно,
Vпос = 0,95√2G/ сy пос Sρ (3.13)
Для современных самолетов посадочная скорость равна 200-250 км/ч. При такой скорости самолеты с большой посадочной массой имеют достаточно большую длину пробега. Для ее уменьшения используются мощные тормоза на колесах, воздушные тормоза (тормозные парашюты), реверс тяги (изменение направления тяги двигателей самолета на обратное) и другие средства торможения. Применение этих средств сокращает длину пробега самолета примерно в 2-2,5 раза. Кроме того, на современных самолетах для уменьшения длины пробега и посадочной дистанции на этапе посадки, как и на этапе взлета, используются средства механизации крыла. Известно, что при выпуске щитка (закрылка или предкрылка) увеличиваются коэффициенты су макс и сх самолета. При увеличении коэффициента су макс уменьшается посадочная скорость, а при увеличении сх увеличивается гашение скорости при пробеге.
Вопросы динамики полета самолета рассматривались для условий стандартной атмосферы, т.е. влияние отклонения параметров атмосферы на параметры полета самолетов не учитывалось.
Дата добавления: 2020-12-11; просмотров: 1287;