СЕТКИ ОБОБЩЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК. ДЛЯ ГОРИЗОНТАЛЬНОГО ПОЛЕТА

Как указывалось в § 1, точки, лежащие на фиг. 11. 1 на оси абсцисс, соответствуют режимам установившегося горизонталь­ного полета. Отсюда ясно, что заданным значениям Gnp и Т;т соответствует для этих режимов определенное значение числа М, а следовательно, и определенное значение сх и су. Таким обра­зом для режимов установившегося горизонтального полета

M = ?(Gnp, Т,,,,),

сх=Чі (<ЛР> Тпр),

^ = <?а(°пр. Тпр).

Из соотношений (11.14) вытекает следующее правило: го­ризонтальный полет самолета с турбо-реак­тивным двигателем происходит на подобных режимах при соблюдении постоянства пара-

Если известны обобщенные сетки для установившихся прямо­линейных режимов полета, то по ним, выбирая точки, лежащие на оси абсцисс, легко построить сетку обобщенных характери­стик горизонтального полета, т. е. зависимость M=<?(Gnp, Гпр) (фиг. 11.2).

Легко показать, что такая сетка для установившегося гори­зонтального полета может быть построена также в результате летных испытаний на горизонтальных режимах (без зубцов или разгонов). Для этого на нескольких высотах следует выполнить установившиеся горизонтальные площадки на нескольких ско­
ростях (в диапазоне от минимальной до максимальной скорости), причем на максимальной скорости двигатель будет работать на номинальных оборотах, а на меньших скоростях — на оборотах меньше номинальных. Зная барометрическую высоту полета Нр и средний вес самолета G на данной площадке, находим давле­ние воздуха рн, а затем приведенный вес самолета Gnp=G —

Рн

для каждой площадки. На фиг. 11.2 приведена типичная сетка кривых М=/(ГПр) для разных значений Gnp, которую можно получить в результате выполнения нескольких площадок на разных скоростях на каждой высоте.

При заданном весе самолета G каждому значению пара­метра Gnp соответствует определенное значение давления воз­духа рн, а значит и определенная барометрическая высотаИр. Следовательно, если G=const, то для горизонтального полета

М=с?(НР, Гпр).

Приписав каждой кривой М=/(ГПР) фиг. 11.2 соответствую­щее значение Нр> мы и получим сетку кривых, представляющих зависимость числа М в установившемся горизонтальном полете от приведенной температуры ГПР для разных барометрических высот Нр при заданном весе G=const.

Если нас интересует горизонтальный полет на каких-либо заданных оборотах п при заданном весе G, то кривые фиг. 11.2 можно рассматривать, как кривые, представляющие зависимость числа М для указанных условий от температуры воздуха Тн =

— Гпр / I для разных барометрических высот. Если, в част-

Лном/

ности, нас интересует горизонтальный полет только на номи­нальных оборотах (режим Vmw), то в этом случае Тн=Тщ>, а сле­довательно, кривые фиг. 11.2 представляют изменение числа М в горизонтальном полете в зависимости от температуры воздуха для режима V таре (т. е. при п ^ном) •

M. J/’max ф(СПр, ТН)

ИЛИ

м vmn = 4{Hp, Тп).

Vi — 44,4М УрЕ.

Взяв на фиг. 11.2 кривую для какой-либо высоты Нр и подсчитав для разных точек этой кривой величину найдем

; от 7 или от — f — = ■ у=^= для данной вы-
У Тц у У пр

соты. Проделав аналогичное перестроение для всех высот, получим сетку кривых

для G^const. Сетка подобного вида показана на фиг. 11.3 и будет нами в дальнейшем использована при анализе вопроса о дальности полета.

Отметим, что для каждой барометрической высоты Нр инди­каторная скорость однозначно связана со скоростью по, прибору. Воспользовавшись этим, можно перестроить график фиг. 11.3

в сетку Епр= / | Нр, гП— при параметре G=consti.

V тн

1 Символ Гпр обозначает попрежнему приборную скорость (точнее Гпр. испр )• По всех остальных случаях в настоящей главе индексом «пр> обозначаются приведенные величины.

Следовательно, если при неизменном весе самолета (G = ^const) установившийся горизонтальный полет производится на одной и той же высоте по высотомеру (#p=const) и при одной и той же скорости по прибору (УПр=const), но при разных тем­пературах воздуха Тій ТО’ потребные для такого полета обороты двигателя зависят от температуры воздуха, причем

ҐІо "1

т. е. отношение потребных оборотов пропорционально корню квадратному из отношения абсолютных температур воздуха.

разных высот Нр.

Таким образом, если в полете были выполнены установив­шиеся горизонтальные площадки при нескольких значениях обо­ротов на ряде высот и на основе этих испытаний построена сетка M=/(GnP, Гпр) (фиг. 11.2), то путем указанных выше перестрое­ний этой сетки мы можем найти зависимость числа М (или ин­дикаторной скорости Vi или истинной скорости V) от следующих параметров: Нр, G, п и Тц. В частности, могут быть получены следующие зависимости:

1) М^тах^Д^пр. Т„) При Л = ЛН0И;

2) М =/(Опр, п) при 7** = const;

3) МКшаХ=/(ЯР’ та) при 0 = const И Л = ЯН0„;

4) М —f(Hp, п) при G = const и Тв = const.

Рассматриваемый нами способ определения характеристик установившегося горизонтального полета самолета с турбореак­тивным двигателем получил название метода оборотов (по аналогии с методом оборотов для самолетов с невысотными поршневыми двигателями).

Воспользуемся теперь особенностями метода оборотов для приведения максимальной скорости к стандартным условиям, а также для пересчета ее на другой вес или обороты.

Для определения максимальной горизонтальной скорости в стандартных условиях необходимо на нескольких высотах вы­полнить установившиеся горизонтальные площадки при разных оборотах двигателя (так называемый полет на скорости по оборотам).

Обработав результаты этого полета указанным ранее спосо­бом, получаем сетку типа фиг. 11.2, т. е. сетку обобщенных характеристик горизонтального полета.

Для определения максимальной горизонтальной скорости в стандартных условиях при нормальном весе самолета GH и но­минальных оборотах Яном, поступаем следующим образом. Для каждого значения параметра Gnp находим соответствующую ему барометрическую высоту Нр по давлению рн, равному

Онр0

и эту высоту Н[} приписываем соответствующей кривой. Для определения Vmate на стандартной высоте Н^=НР находим зна­чение числа Мет при температуре Гпр=Гсг, так как для номи-

Найдя таким путем Vmax ст и соответствующие этому режиму Мот для нескольких высот, строим кривую их зависимости от высоты полета (фиг. 11.4).

Аналогичным путем могут быть при помощи сетки обобщен­ных характеристик определены скорости полета и соответствую­щие им числа М для другого веса G=const, других оборотов я=-const и другого закона изменения температуры воздуха в зависимости от барометрической высоты полета.

Метод оборотов для самолетов с ТРД, как видно из изложен­ного, хорошо обоснован. Основные допущения, принятые нами при выводах, сводятся к следующим: 1) применимость закона подобия для турбореактивных двигателей; 2) предположение, что сх является функцией только от Сі/иМи не зависит от числа Re і.

1 Учет влияния числа Re рассмотрен ниже.

Практика летных испытаний подтверждает достаточно высо­кую точность результатов, получаемых при использовании ме­тода оборотов. Другим достоинством этого метода является воз­можность широкого использования результатов, полученных при фактических условиях полета, для определения характеристик самолета при измененных условиях. Пользуясь сеткой обобщен­ных характеристик, легко определить изменение скорости полета при изменении веса, высоты полета, температуры воздуха, обо­ротов двигателя.

Однако метод оборотов обладает рядом существенных не­достатков, на которых мы вкратце остановимся. Прежде всего следует указать, что для построения сетки обобщенных харак­теристик нужно проделать не меньше 25—30 установившихся горизонтальных площадок, для выполнения которых необходимо произвести несколько полетов. Если целью испытаний является только определение максимальных горизонтальных скоростей по высотам, то, понятно, предпочтительнее воспользоваться другими методами, при которых максимальная скорость на разных высо­тах может быть определена при значительно меньшей затрате летных часов при помощи выполнения площадок только на но­минальных (или форсированных) оборотах. В тех же случаях, когда испытания для определения максимальных горизонталь­ных скоростей и испытания для определения километровых рас­ходов горючего совмещаются и проводятся одновременно, при­менение метода оборотов весьма целесообразно, так как кило­метровые расходы принято определять на площадках при раз­

ных оборотах двигателя и, следовательно, результаты этих по­летов могут быть использованы для построения сетки обобщен­ных характеристик горизонтального полета.

Существенный недостаток метода оборотов заключается в ТОМ, что ОН может быть применен ДЛЯ целей определения max в стандартных условиях на данной высоте только в том случае, если температура воздуха при испытаниях была ниже или рав­на стандартной. Если же температура воздуха при испытаниях выше стандартной, т. е. ЗГ/у=Гст—7ф<0, то мы по кривой М= =/(#р, Гпр) не сможем найти числа Мея — для стандартных усло­вий, так как крайнее левое значение ГПр по кривой на м фиг. 11.5, полученное в испы­таниях, будет больше, чем Гст.

Следовательно, придется при­бегнуть к экстраполяции кривой в сторону низких ТПр (пунктир­ная кривая на фиг. 11.5), кото-

Фиг. 11.5. Экстраполяция кри­вой М=/(Гпо) для определе­ния числа М в стандартных условиях.

рая не может быть особенно надежной. Трудность экстраполя­ции обусловливается тем, что ее приходится проводить на том участке кривой, на котором характеристики самолета сильно за­висят от числа М.

Таким образом при испытаниях в зимнее время, а также вес­ной и осенью, когда Гф<ТСт(ЗГ>0) и не приходится прибегать к экстраполяции при приведении Vmax к стандартным условиям, метод оборотов дает достаточно хорошие результаты. При испы­таниях летом, когда Гф>ГСт, ошибка при приведении может оказаться довольно большой.

Для сокращения числа полетов, необходимых для определе­ния кривой VmaХ=/(Я), можно воспользоваться следующим ва­

риантом применения метода оборотов. Кривые М=/(ГПР) опре­деляют только — для небольшого числа высот, например, трех; в этом случае площадки для определения зависимости скорости от оборотов выполняют только на трех высотах, например, на высоте, близкой к потолку самолета, на 1000—2000 м и на про­межуточной высоте. На остальных же промежуточных высотах выполняют площадки только на режиме VmiXXl т. е. на номиналь­ных (или форсированных) оборотах. После обработки резуль­татов испытаний строят кривые М = /(ТПР, Нр) для тех трех вы­сот, на которых были произведены площадки при разных обо­ротах. Для этих высот определяют также указанным ранее спо­собом Мч. г и V max с гг. Для остальных высот определяют фактиче­ские числа М и Т„р на площадке, затем приводят числа М к стандартным условиям при помощи интерполяции между основными тремя кривыми на графике М=/(71пр, Нр). На фиг. 11.6 представлен пример такой интерполяции для нескольких высот (пунктирные кривые).