РАСХОДЫ ГОРЮЧЕГО У САМОЛЕТОВ С НЕВЫСОТНЫМ. ПОРШНЕВЫМ ДВИГАТЕЛЕМ И ВИНТОМ ФИКСИРОВАННОГО ШАГА

Рассмотрим вначале изменение по оборотам и по высоте ча­сового расхода топлива по внешней характеристике двигателя Qn. r — на режимах полного газа. Зависимость часового расхода Qnr от числа оборотов при полном открытии дросселя для Ясгг^О определяется обычно экспериментально при стендо­вых испытаниях двигателя.

Изменение Qn. r при постоянных оборотах п в зависимости от высоты полета, т. е. от рн и Т#, в значительной степени зависит от устройства карбюратора. В связи с тем, что на карбюраторах невысотных двигателей по мере уменьшения плотности воздуха с поднятием на высоту смесь сильно обогащается, в их конструк­ции предусмотрено устройство, называемое высотным кор­ректором и позволяющее летчику или механику регулиро­вать состав смеси при полете на высоте.

Если высотная регулировка производится летчиком таким об­разом, чтобы при n=const состав смеси, характеризуемый коэф­фициентом избытка воздуха, остается постоянным, то

(16.4)

где Qh и Qo — часовой расход топлива при полном открытии дросселя и при n=const соответственно для земли ЯСт=0, т. е. Ро=760 мм рт. ст. и Г0=288° и для высоты с параметрами атмосферы рн и Ти.

Если при высотных полетах не пользоваться высотным кор­ректором, то расход топлива по высоте будет при постоянном положении дросселя и постоянном числе оборотов изменяться по следующей экспериментальной формуле:

@п. г Н Рн

Сп. го V Р*’

а состав смеси будет изменяться по закону

испытаний был найден чрезвы­чайно простой и удобный способ расчета расходов топлива на дроссельных режимах, основан­ный на следующих эмпириче­ских закономерностях.

Пусть для одних и тех же атмосферных условий (рн=

=const и r7/=const) даны внешняя и несколько винтовых характеристик двигателя (кри­вые 1 и 2 на фиг. 16. 4), а так­же соответствующие им кривые часовых расходов топлива (Г и 2′). Построим для каждой винтовой характеристики кри­вую от н ос и т е л ь н о г о па­дения часового расхо­да топлива в зависимости от относительного сни­жения оборотов при дросселировании (фиг. 16.5), т. е.

*др

<?п. г

где Qnv — часовой расход двигателя по винтовой (дроссельной) характеристике при оборотах ндр, a Qn. г и пп. Г — соответствующие величины в точке пересечения винтовой и внешней характеристи­ки (полный газ). Как показал опыт, кривые k с точностью до 2—3% для любых винтовых характеристик одного и того же двигателя практически совпадают не только для одной, но и для разных высот полета.

Поэтому с достаточной для целей практики точностью можно по кривой k, найденной по одной винтовой характеристике, вести расчет для всех других винтовых характеристик.

Указанный способ расчета часовых расходов топлива для не­высотных двигателей был предложен инж. В. П. Кузнецовым и А. В. Кашириным и часто используется при расчете дальности полета самолетов с такими двигателями.

В главе IX был рассмотрен метод оборотов и было показано, что при наличии кривых потребных и располагаемых оборотов

в зависимости от X или —для нормальных условий (при Яст=0)

и какого-либо веса G0 легко определить эти кривые для любых других условий, пользуясь следующими формулами пересчета

для потребных оборотов

(16.6)

для располагаемых оборотов

причем Рн берется в мм рт. ст.

Пользуясь указанными соотношениями, можно применить следующий метод определения полной сетки километровых рас­ходов горючего в горизонтальном полете для разных весов и разных атмосферных условий на основе сокращенных летных испытаний.

На какой-либо одной высоте полета Нр выполняется ряд го­ризонтальных площадок при каком-либо полетном весе G в диа­пазоне скоростей от минимальной до максимальной; при этом производится измерение давления воздуха р н, температуры воз­духа ТНу оборотов двигателя п, скорости полета V и часового расхода горючего Q. Далее, в том же полете выполняется ряд зубцов при работе двигателя на полном газе в диапазоне ско­ростей от Vmin до 17max, причем средняя высота каждого зубца должна соответствовать той же высоте Hv, на которой выполня­лись горизонтальные площадки. На каждом зубце измеряются те же параметры, что и на площадках.

Обработка результатов полета производится следующим об­разом. По данным, полученным на площадках, строят кривую потребных оборотов пП и кривую соответствующих часовых рас­ходов топлива Qn в зависимости от — (фиг. 16.6). По данным,

п

полученным на зубцах, строят кривую располагаемых оборотов пр и соответствующих часовых расходов Qp также в зависимости

от — (фиг. 16.6). После этого кривую потребных оборотов

пересчитывают на условия полета у земли либо с тем же ве­
сом G, который был в процессе испытаний, либо с каким-либо заданным весом G0; пересчет ведется по формуле (16.6). Ана­логично по формуле (16.7) пересчитывают на условия полета у земли кривую располагаемых оборотов. В результате этих пе­ресчетов получают кривые яр0 и яп0 в зависимости от —; вид

вую k = — =//~V вид такой кривой приведен на фиг. 16.5.

Qр лр /

Значения Qp и яР в полете аналогичны значениям Qn. г и яп. г, т. е. относятся к работе двигателя на полном газе, а значения Qn и яп в полете аналогичны значениям QRP и ялр, т. е. относятся к рабо­те двигателя на дроссельном режиме.

Далее, по формуле (16.4) или (16.5), в зависимости от спо­соба регулирования состава смеси, определяют значения Qp0 в зависимости от яр для нормальных земных условий (р0 = = 760 мм рт. ст., Г0 = 288°) и строят кривую Qpo=/(^p).

При па шчии полученных указанным способом четырех

кривых яро=/*(-^-). к=Ъ{^) и <?Ро =

=Л(А1р) —легко построить полную сетку зависимости кило­метровых расходов в горизонтальном полете для любого по­летного веса и любых атмосферных условий от скорости полета. Пусть требуется построить кривую q=f(V) для веса G при атмосферных условиях, характеризуемых параметрами

рн к Тн. Для этого по формулам (16.6) и (16.7) пересчиты­ваем кривые потребных и располагаемых оборотов пп0 и «р0 на заданные атмосферные условия и вес. Далее, задаваясь „ V

рядом значении —, находим по пересчитанным кривым п„,

П

лр и их отношение —. По кривой Qpo =/(«р) по значению лр

пр

находим Qp0, а по кривой A=/^—J — значение k. Затем по

формуле (16.4) или (16.5) находим Qp для данных атмосфер­ных условий, после чего определяем

Qn = fcQP,

и, наконец,

Описанный способ сокращенных испытаний для определение сетки расходов горючего позволяет на основе всего лишь одно го полета получить необходимую подробную сетку километровые расходов, пользуясь которой можно решить любые вопросы связанные с дальностью полета. В виде примера на фиг. 16.’ приведена полученная указанным способом сетка километровые расходов q в зависимости от скорости полета V для разных вы сот, но для постоянного полетного веса, на фиг. 16.8 — сетка ми нимальных километровых расходов в зависимости от высоты по лета Н для разных полетных весов G, а на фиг. 16.9 — сетк;

наивыгоднейших скоростей, соответствующих gWn, в зависимости от полетного веса для разных высот.

Фиг. 16. 8. Минимальные километровые рас­ходы горючего в зависимости от высоты по­лета и полетного веса.

Достоинства описанного расчетно-экспериментального метода определения сетки километровых расходов очевидны. Нужно,

Фиг. 16.9. Наивыгоднейшие скорости, соответ­ствующие минимальному километровому рас­ходу, в зависимости от высоты полета и по­летного веса.

однако, заметить, что вследствие трудности достаточно точного определения часового расхода топлива на кратковременных зуб­цах часто предпочитают пользоваться кривой QPo=/(ftp), полу­ченной при наземных испытаниях двигателя, вместо эксперимен­тальной кривой, полученной указанным выше путем.

В процессе испытаний ряда самолетов было обнаружено, что описанный выше метод испытаний на дальность самолетов с не — высотными двигателями и ВФШ дает очень хорошую точность при условии, что для подсчета высотных расходов горючего по внешней характеристике вместо теоретической формулы (16.4) применяется следующая эмпирическая формула:

JgL = _g!!-JL".==g". (16.8)

@р0 Qп. гО Ро

При проведении летных испытаний для определения расходов горючего следует рекомендовать производить для контроля опре­деление километровых расходов на нескольких площадках с дру­гим полетным весом и на других высотах, отличающихся от тех, на которых выполнялся основной полет для определения потреб­ных и располагаемых оборотов и расходов горючего. Сравнение фактических расходов с расходами, полученными пересчетом при помощи указанного выше способа, покажет, в какой мере пра­вильны результаты основных испытаний.