ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ПОЛЕТА НА СКОРОПОДЪЕМНОСТЬ

В случае применения самописцев скорости и высоты обра­ботку начинают с разбивки барограммы полета по времени. Для этой цели от нижнего обреза ленты самописца откладывают расстояние, равное высоте h центра вращения пера от нижнего

Фиг. 8.6. Обработка барограммы полета на скороподъемность (запись спидобарографа).

обреза ленты, а затем проводят линию, параллельную нулевым линиям скорости и давления (фиг. 8.6). После этого из начала записи давления О’ (начало подъема на барограмме) проводят дугу радиуса L, равного радиусу пера самописца давления, и находят точку пересечения ее с линий центров вращения пера (точка О). От этой точки, соответствующей начальному моменту времени т=0, на линии центров откладывают ряд точек 1, 2, 3, 4, находящихся друг от друга на расстояниях, соответствующих 30 или 60 сек. хода барабана. Сделав на барограмме засечки дугой радиуса L из точек 1, 2, 3, 4, по тарировке барографа на­ходим значения барометрической высоты Нр для моментов вре­мени т = 0; 0,5; 1; 1,5 мин. и т. д. Интервал времени Ат выби­рают в зависимости от величины вертикальной скорости само­лета; чем больше вертикальная скорость, тем меньше должен быть выбран интервал времени. Для разных участков барограм­мы часто выбирают неодинаковые интервалы времени, например,

Ат = 0,5 мин. до #=6000 м, дт = 1 мин. от #=6000 до Н— = 9000 м и Д т = 2 мин. для #>9000 м. Аналогичным образом производится обработка записи скорости и давления наддува, причем необходимо следить за точной синхронизацией всех записей.

По записям температуры наружного воздуха на ряде темпе­ратурных площадок, которые следует выполнять на небольших скоростях при спуске с потолка, определяют фактические тем — пературы (см. гл. V) и строят кривую Тф=}(НРф) (фиг. 8.7), с которой и берут при обработке значения Тф для всех высот.

Фиг. 8.7. Зависимость фактических вертикальных скоростей, скоро­стей набора по прибору, давления наддува и температур воздуха от барометрической высоты при полете на скороподъемность.

Обработку ведут обычно по форме табл. 7. В эту таблицу заносят значения времени 7Ф, барометрической высоты Нрф, интервалов времени Ахф, скорости по прибору Кпр и давления наддува рн ф (для самолетов с поршневыми двигателями).

Таблица 7 Подсчет фактических вертикальных скоростей о. с с о 2 id QJ О 4 р * 4 а? 3 о. і * 4 а? <1 id <V О 4 и <1 id Си CJ ‘ї >  id о 4 к. id о Н язэ/иг<ф КА CU Q id 6. с Р К ф мм рт. ст. 0 0 200 1 30 820 510 620 30 20,7 272 284,7 19,8 310 1125 2 60 1480 1150 660 30 22,0 269 280,5 21,1 310 1125 3 90 2220 1850 740 30 24,7 266 276,0 23,8 310 1125

Подсчитав для каждого интервала времени ДТф среднюю

ВЫСОТУ Нрср, нахОДЯТ ДЛЯ Нее, ПОЛЬЗУЯСЬ КРИВОЙ іф=/(#рф)

на фиг. 8.7, температуру Тф, а по табл. СА Гст.

Найдя для того же интервала времени кНр ф, вычисляют для него „приборную* или „барометрическую" вертикальную скорость

VyP = ^~> (8-22)

и истинную вертикальную скорость, которая, как это видно из уравнения (1. 14) гл. I, равна

УуФ-УурТ^- (8- 23) 1 ст Фиг. 8.8. Зависимость максимальной вертикальной скорости, ско­рости набора и оборотов двигателя от высоты в стандартных усло­виях (типичные кривые для самолета с невысотным мотором и ВФШ).

После этого на том же графике, на котором была постро­ена кривая Гф=/(//р ф), строят кривые Vnp и pk в зависимости от /^ф и кривую 1/^ф в зависимости от Нрср.

После построения указанных величин для фактических усло­вий полета переходят к приведению их к стандартным условиям. Ниже, в главах IX—XI рассмотрено приведение к стандартным условиям максимальных горизонтальных и вертикальных ско­ростей для самолетов, снабженных двигателями разного типа.

После того как построена для стандартных условий кривая Vу max== / (Н), экстраполируя ее до УУтах=0 (фиг. 8.8), находим теоретический ПОТОЛОК Hkeop В точке, ДЛЯ которой Vy тах = 0, и Практический ПОТОЛОК Япракт в точке, ДЛЯ которой Vy max“

= 0,5 м/сек.

Пользуясь этой же кривой, можно построить баро­грамму подъема в стандартных условиях, т. е. кривую H=f( т), где т — время, которое обычно берется в ми­нутах. Удобнее всего расчет барограммы подъема производить следующим образом. Задаемся интервалом высоты АН, напри­мер, ДЯ=1000 м. Разбив всю высоту Я на ряд участков ДЯ, по средней высоте каждого интервала ДЯ, т. е. для Я=500, 1500, 2500 м и т. д., находим среднюю для данного интервала верти­кальную скорость Vу шах сР и время А т, затрачиваемое на набор высоты ДЯ и равное

Л ш

Дт = ———— мин.

$0 Vу тах ср

Просуммировав время для всех интервалов ДЯ от Я=0 до дан­ной высоты Н, находим время т набора высоты Я. Если кривую’ Vу max ==zf(Я) можно заменить прямой, то барограмму подъема легко подсчитать аналитически. В этом случае

где V^max0 — максимальная вертикальная скорость у земли; //теор —теоретический потолок.

Время подъема на высоту Н равно

(8. 24)

В заключение этой главы остановимся на двух вопросах, свя­занных с точностью определения вертикальной скорости самоле­та при летных испытаниях.

Пользуясь формулами (8.22) и (8.23), мы находим верти­кальную скорость относительно земли, причем она совпадает с вертикальной скоростью относительно воздуха только в случае отсутствия вертикальных токов воздуха.

При наличии вертикальных токов

УувоЗд Vy зем V,

где Vy возд и Vy зем — вертикальная скорость самолета соответ­ственно относительно воздуха и земли, a v — вертикальная ско­
рость воздушного потока, положительная при восходящем потоке и отрицательная при нисходящем.

Наличие вертикальных токов приводит к искажению резуль­татов испытаний. Хотя при обычных условиях испытаний ско­рость восходящих токов сравнительно невелика (до 1 м/сек), все же наличие таких токов приводит к разбросу точек кривой Vy=f(H); этот разброс, естественно, относительно меньше для самолетов с большой скороподъемностью, но может оказаться весьма заметным у самолетов с малой скороподъемностью. Вследствие этого правильный выбор погоды при испытаниях на скороподъемность имеет большее значение для самолетов с ма­лым избытком мощности по сравнению с самолетами, имеющими большой избыток мощности.

Другим источником неправильной оценки вертикальной ско­рости является наличие градиента горизонтальной скорости ветра по высоте. Если горизонтальная ско­рость ветра изменяется с высотой, то это приводит к изменению вертикальной скорости самолета при наборе высоты, причем, как мы это сейчас докажем, при увеличении скорости встречного вет­ра с высотой возрастает скороподъемность самолета.

Пусть вектор скорости ветра образует угол у с плоскостью полета, с которой совпадает плоскость симметрии самолета, при­чем при встречном ветре у=0, а при попутном у = 180°. Слагаю­щая скорости ветра в плоскости полета равна

w = Wcos у,

где W — горизонтальная скорость ветра.

Пусть самолет производит установившийся набор высоты по прямолинейной относительно воздуха траектории с воздушной скоростью V, составляющей угол 0 с горизонтом. В случае воз­растания скорости ветра с высотой самолет будет двигаться от­носительно земли с горизонтальным ускорением

dw dw dH dw у

dx dH dx dH

где——— градиент скорости ветра с высотой. Спроектируем

dH

силы, действующие на самолет, включая силу инерции—(щ/х), на направление вектора воздушной скорости (фиг. 8.9)

Р— Q — G sin 0 + m — V cos 0 = 0, dH у

или

P-Q = G sine—— — К, cos 0;

g dH y

Умножив на V и помня, что V sin0 = Vy, получим

(P-Q)V = GVy-—d^-VyV cos0. (8.26)

* g an *

В случае отсутствия градиента ветра с высотой и подъема самолета с той же скоростью V по траектории

(Р—Q) V=GVy о, (8.27)

где Vy о — вертикальная скорость самолета в спокойном или дви­жущемся на всех высотах с одинаковой скоростью воздухе. Из формул (8. 26) и (8. 27) следует, что

(8. 28)

COS 0

Полагая, что —— ^0,1, получим следующую приближенную фор-

g

мулу для определения значения вертикальной скорости самолета в случае отсутствия градиента ветра по замеренному значению вертикальной скорости при наличии этого градиента:

(8. 29)

где V — скорость по траектории в MjceK, а——градиент м/сек

ветра в ——— , или

Ууъ = Уу/ —0,000028 V » (8.30)

Т7 і dw м/сек

где V—в км час, а——— в ——— .

1 dH 1000 м

Возьмем следующий пример: скорость по траектории V= 150 місек; встречный ветер с градиентом ^ = 0,01 м^се — , т. е. 10 м/сек на 1000 м высоты. В этом случае

— = 1—0,1-150-0,01 = 0,85.

V v

Следовательно[12], полученная при летных испыта­ниях при наличии указанного градиента встречного ветра вертикальная скорость са­молета окажется на 15% выше вертикальной скорости того же самолета при отсутствии градиента ветра. Приведенный пример показывает, что при наличии большого градиента ветра с высотой целесообразно вводить поправку по формуле (8.29) или (8.30), особенно для скоростных самолетов.

Глава IX