Характеристики вихревого следа за самолетом Ан-26

На первом этапе исследований характеристик вихревого следа за самолетом Ан-26 рассматривались следующие режимы полета:

— высота полета 500 м, скорость полета 420км/ч, состояние атмо­сферы 2 балла;

— высота полета 5000 м, скорость полета 420 км/ч, состояние атмо­сферы 2 балла;

Выбор этих режимов обусловлен практическими соображениями.

На рис. 5.7 показано распределение вертикальной скорости в ядре вихря самолета Ан-26 на удалении X = 10 м, 250 м и 500 м, летящего на высоте H = 500 м со скоростью V = 420 км/ч. Видно, что воздушные винты оказывают заметное влияние на характеристики вихревого следа при X = 10 м. При увеличении расстояния X влияние воздушных винтов уменьшается и затем исчезает вообще. При этом скорости в ядре вихря при X = 10 м достигают по абсолютной величине 6 м/с. С увеличением X вертикальная скорость в ядре вихря уменьшается.

Рис. 5.8 показывает распределение вертикальной скорости в ядре вихря самолета Ан-26 на удалении X = 10 м, 250 м и 500 м, летящего на высоте H = 5000м со скоростью V = 420 км/ч. И в этом случае воздушные винты оказывают заметное влияние на характеристики вихревого следа только при X = 10м. При увеличении расстояния X влияние воздушных винтов уменьшается и затем также совсем исчезает. Скорости в ядре вихря при X = 10 м теперь достигают по аб­солютной величине 8м/с. Затем вертикальная скорость в ядре вихря также уменьшается.

На втором этапе были выполнены исследования дальнего вихревого следа за самолетом Ан-26 до удаления 12,5 км. Результаты этих иссле­дований представлены ниже.

На рис. 5.9 показано положение вихревого следа за самоле­том Ан-26 при различных состояниях атмосферы (СА) в баллах: СА = 1 — состояние атмосферы весьма устойчивое, СА = Э-ней — тральное и СА = 5 —весьма неустойчивое. Видим, что в устойчивой атмосфере вихревой след опускается на наибольшую высоту. Это связа­но с тем, что в такой атмосфере интенсивность (циркуляция) концєвого вихря сохраняется дольше, о чем свидетельствует рис. 5.10 — вре­менная зависимость циркуляции концєвого крыльевого вихря (м2/с). В очень неустойчивой атмосфере концевые крыльевые вихри разруша­ются быстрее. Это известно из экспериментальных и летных исследо­ваний [8, 14-18] и подтверждают данные настоящего расчета.

На рис. 5.11 представлено распределение вертикальной скорости в ядре вихря на удалении X = 10м, 1000м, 5000м и 12500м, от само­лета Ан-26, летящего на высоте H = 5000 м со скоростью V = 420 км/ч при СА = 1. В этом случае с увеличением удаления X верти­кальные скорости в ядре концєвого крыльевого вихря уменьшаются. На удалении X = 1000 м они еще заметны (5-6 м/с), а на удалении X = 5000 м не превышают 2 м/с. Аналогичные результаты представле­ны для других состояний атмосферы. На рис. 5.12 показано распреде­ление вертикальной скорости в ядре вихря самолета Ан-26 для СА = 3, а на рис. 5.13 — для СА = 5. Видно, что при неустойчивой атмосфере затухание возмущений воздушного потока происходит быстрее.

Рассмотрим взлетно-посадочные режимы. Выпуск механизации за­метно влияет на положение вихрей с конца крыла и закрылка (рис. 5.14) Кроме того, с закрылка сходят вихри, интенсивность кото­рых несколько больше интенсивности вихрей, сходящих с конца крыла (рис. 5.15). В результате взаимодействия этих вихрей, а также вли­яния вихрей от воздушных винтов нарушается симметрия положения правых и левых вихревых систем (см. рис. 5.14). Также наблюдается схождение вихрей с концов крыла на расстояние 8-10 м и появление петель в траекториях вихрей с закрылков.

При уменьшении высоты и скорости полета интенсивность вихрей увеличивается (рис. 5.16). Это в свою очередь приводит к изменению траекторий вихрей (рис. 5.17). На рис. 5.17 показаны траектории вих­рей с конца крыла и закрылков в расчетном сечении при V = 180км/ч, H = 50 м, СА = 1 и в моменты времени Т = 0 — 150 с. Каждая точка на рис. 5.17 соответствует ДТ = 1 с. Режим работы двигателей взлет­ный. В этом случае воздушные винты не оказывают большого влияния на положение вихрей в этом сечении.

При переводе двигателей на малый газ картина меняется — рис. 5.18. Через это сечение самолет Ан-26 прошел на высоте H = 25 м, при скорости V = 180км/ч. Траектории вихрей показаны для периода времени Т = 0 — 150с. Каждая точка на рис. 5.18 соответствует ДТ = 1с.

Время, с

Рис. 5.16. Изменение во времени циркуляции вихрей самолета Ан-26

Расчетами выявлен заброс вихрей с конца крыла вверх при выпуске механизации (см. рисунки 5.14, 5.17, 5.18). Причиной этого является взаимодействие вихрей крыльевых и с закрылка, которые для самолета Ан-26 на посадочных режимах различаются не намного (см. рис. 5.16).

Разработанная методика позволяет выполнить расчет вихревого следа за самолетами с воздушными винтами и при других условиях полета.

Таким образом, исследования вихревого следа за самолетом Ан-26 показали, что воздушные винты оказывают заметное влияние на ха­рактеристики следа только на небольших удалениях (до 500м). При больших удалениях (до 12,5 км) влияние винтов несущественно. На взлетно-посадочных режимах, при выпуске механизации, влияние винтов проявляется через асимметрию правой и левой вихревых систем самолета.