ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЕТОДОВ ПРИВЕДЕНИЯ
Вследствие большого разнообразия типов самолетов и двигателей на практике применяют самые различные методы приведения летных характеристик к стандартным атмосферным условиям. В этой главе мы рассмотрим лишь некоторые общие черты, присущие всем методам приведения. В следующих главах будут подробно изложены наиболее употребительные методы приведения для самолетов различных типов.
При разработке методов приведения к стандартным атмосферным условиям необходимо соблюдать некоторые общие требования, основные из которых сводятся к следующему.
Прежде всего при разработке метода необходимо предусматривать возможно — более простой способ проведения испытаний и возможно меньшее число полетов и потребного для эксперимента летно-го времени.
Формулы для приведения к стандартным условиям замеренных в полете летных характеристик должны быть достаточно простыми и удобными для пользования и должны выводиться при минимальном количестве допущений. В основе их должны лежать только достаточно хорошо подтвержденные практикой общие теоретические и экспериментальные зависимости и законы, использование же результатов стендовых испытаний или испытаний в аэродинамических трубах нежелательно.
Кроме того, для достаточной надежности формул приведения желательно брать не средние значения численных коэффициентов — для данного класса самолета или двигателя, а определять эти коэффициенты экспериментально по результатам летных испытаний того самолета, для которого делается приведение.
Наконец, весьма существенно, чтобы выбор стандартной высоты и сам метод приведения требовал введения возможно меньшей численной поправки при переходе от значения замеренной в фактических условиях полета характеристики к ее значению при стандартных атмосферных условиях.
Только при соблюдении указанных выше требований определение летных характеристик самолета в стандартных условиях будет производиться с точностью, мало отличающейся от точности измерения данной характеристики в полете. В противном случае дополнительная ошибка от приведения может стать недопустимо большой при значительных отклонениях фактических атмосферных условий от стандартных.
Применяемые в настоящее время методы приведения к стандартным условиям в зависимости от их характера можно условно разделить на следующие три группы: 1) приведение по сетке характеристик, 2) приведение по методу эквивалентной высоты и 3) приведение по методу дифференциальных поправок.
Методы приведения, относящиеся кпервой группе, основаны на том, что в процессе летных испытаний определяется подробная сетка изменения интересующей нас характеристики самолета в зависимости от изменения разных параметров. При этом для нескольких высот полета, а иногда и для нескольких весов самолета, определяют кривые, аналогичные применяемым в аэродинамическом расчете кривым потребных и располагаемых мощностей или тяг. Но в отличие от аэродинамического расчета вместо потребных и располагаемых мощностей или тяг, непосред. ственное измерение которых в полете связано с большими трудностями и обычно не производится, определяются величины, которые легко измерить в полете и которые в то же время достаточно полно характеризуют мощность или тягу двигателя (обороты, давление наддува и т. п.). Получив из полетных испытаний подробную сетку потребных и располагаемых оборотов или давлений наддува для разных условий полета, в дальнейшем эту сетку используют как для приведения к стандартным атмосферным условиям, так и для приведения к заданному полетному весу или оборотам. Формулы и методы, применяемые при пересчете подобных сеток на другие условия полета, обычно совпадают с формулами и методами, применяемыми при аэродинамическом расчете самолетов.
Методы приведения, основанные на использовании подробной сетки характеристик, как правило, хорошо обоснованы и дают наиболее точные результаты. Кроме того, наличие такой сетки позволяет получать подробные данные о характеристиках само
лета в любых условиях полета. Несмотря на это, на практике сравнительно редко определяют подробную сетку характеристик, так как получение ее связано с большой затратой летного времени и труда.
Рассмотрим теперь приведение по методу эквивалентной высоты. Эквивалентной высотой принято называть такую стандартную высоту, для которой величина найденной в фактических условиях полета летной характеристики остается неизменной. Так, например, если мы при каких-либо атмосферных условиях определили, что максимальная индикаторная горизонтальная скорость Vinmx=500 км/час, а при полете в стандартных условиях мы эту же индикаторную скорость получим на какой — либо высоте #ст, то эта высота и является эквивалентной высотой. Если известно, как найти эквивалентную высоту по заданным фактическим атмосферным условиям, то тем самым решается и задача приведения к стандартным условиям.
В более общем случае сущность приведения по методу эквивалентной высоты сводится к следующему. Для самолетов с определенным классом двигателей иногда удается доказать существование следующего закона в отношении какой-либо интересующей нас летной характеристики X: ес л и некоторая заданная функция от давления и температуры F(p, T) остается постоянной, то для рассматриваемого режима полета остается постоянной и некоторая заданная функция (X, р, Т), т. е. при
F(p, Т) =const (6. 2)
соблюдается на заданном режиме следующее условие:
9 (X, р, Т) =const.
В этом случае, приняв в качестве стандартной (эквивалентной) ВЫСОТЫ #<*г высоту, для которой
F(pCT, T„) = F(p^ Тф), (6.3)
мы для этой высоты можем найти значение функции <р в стандартных условиях, так как
*Рст(^ст» Рстг Тст) 9ф (.Хф, Рфу Тф). (6.4)
Зная для стандартной высоты Н„ значение <рст, а также величину давления р„ и температуры Т„, легко определить величину Х„. Так, например, для самолетов с невысотным поршневым двигателем и винтом фиксированного шага можно доказать, что на режиме максимальной горизонтальной ско
рости при const остается постоянной и индикаторная
скорость полета, т. е.
Поэтому, выбрав эквивалентную высоту Нст из условия — у!==- = —, легко найти для этой высоты максимальную
у Гст у Тф
скорость из соотношения
В тех случаях, когда можно доказать существование указанных соотношений (6.3) и (6.4), приведение целесообразно производить по методу эквивалентной высоты.
Применение этого метода обладает тем огромным преимуществом, что он позволяет производить приведение к стандартным условиям изолированной точки, т. е. характеристики, полученной на одной высоте полета при каких-то определенных атмосферных условиях, и нет необходимости определять в полете кривую, а тем более сетку кривых, характеризующих изменение интересующей нас величины X в зависимости от изменения разных параметров.
Известной разновидностью этой же группы методов приведения являются такие методы, при которых используется наличие подобных режимов полета или таких режимов, при которых остается неизменным ряд безразмерных характеристик.
Указанные выше методы приведения удается использовать не во всех случаях. Поэтому на практике часто применяют методы приведения, относящиеся к третьей группе, к рассмотрению которой мы и переходим.