Пикирование самолета

Неустановившееря крутое снижение самолета, сопрово­ждаемое быстрой потерей высоты, называется пикированием само­лета. Будем считать, что траектория пикирования (рис. 7.6, а) лежит в вертикальной плоскости. Условно ее можно разбить на три участка. Вход в пикирование — криволинейный участок 1—2, слу­жащий для перехода от горизонтального полета к снижению. Далее следуют прямолинейный участок пикирования 2—3 с углом наклона траектории к горизонту 6„ и криволинейный участок выхода из пи­кирования 3—4.

Вход в пикирование и выход из него представляют собой неустано — вившиеся движения по криволиней­ным траекториям. При обычном входе в пикирование из горизон­тального полета летчик отклоняет руль высоты, уменьшая угол атаки крыла, а следовательно, и подъемную силу, которая уже не уравновешивает силу тяжести. Получившаяся центро­стремительная сила искривляет тра­екторию полета вниз. Чтобы траекто­рия была криволинейной, необходимо

Рис. 7.6. Траектория пикирования: а — обычный ввод; в — ввод с креком 90°; в — . ввод с переворотом

на всем участке входа выдерживать перегрузку пуа вв < cos 0. Как только достигнуто необходимое значение угла наклона траек­тории, летчик переводит самолет в прямолинейный полет, сохраняя перегрузку Пуа п = cos 0П постоянной. Чем меньше будет п:;а вв. тем круче вход в пикирование. Однако отрицательные перегрузки, превышающие по модулю 0,5 … 1, обычно недопустимы. На прак­тике часто применяется вход в пикирование с разворотом при на — кренении самолета примерно на 90° при пуам> близкой к единице (рис. 7.6, а, б). Крен обеспечивает летчику хороший обзор. В этом случае искривление траектории происходит под действием только силы тяжести. Применяется еще метод входа с переворотом на 180°, позволяющий использовать большие положительные перегрузки и значительно уменьшающий радиус входа, но требующий вы­сокой квалификации пилота. На прямблинейном участке пуа п = = cos 0П.

Тягу двигателя можно принять равной нулю, если нежелателен быстрый рост скорости и, наоборот, максимальной; если целью пикирования является быстрый разгон. На крутых траекториях, во избежание выхода на скорость, превышающую допустимую (с уче­том ограничений ПО <7тах), используется выпуск воздушных тор­мозов.

Для вывода самолета из пикирования необходимо создать цен­тростремительную силу. С этой целью, отклоняя руль высоты, лет — у чик увеличивает угол атаки, создавая перегрузку пуа выв > cos 0. Траектория искривляется кверху, угол ё (отрицательный) увеличи­вается, пока не достигнет нужного значения 0„ (в частном случае это может быть 0„ =0, соответствующее горизонтальному по­лету). . ‘

Расчет траектории пикирования выполняется численными мето­дами по уравнениям (7.10) … (7.14) для выбранных пуа „■ на участке ввода, пуа — cos 0П на прямолинейном участке и пуа Выв на участке вывода с учетом зависимости пха от пуа по (7.8), изменения плот­ности и скорости звука с высотой. Если учесть, что граничные усло­вия для начального и конечного участков маневра заданы по 0 (выход на 8П для участка входа, на 0К’ для участка вывода), то при интегрировании этих участков программу по пуа целесообразно задавать не по времени, а по углу 0.

При постоянном значении пуа уравнения для участков ввода и вывода можно проинтегрировать аналитически, если принять, что на этих участках пха « 0, итэнергия меняется мало. Запишем урав­нения (7.10) … (7.12) в виде

(7.15)

и

<20 пуа — cos 0

В уравнении (7.15) переменные разделяются и его можно проинте­грировать аналитически

Изменение высоты полета в результате маневра можно получить исходя из следующих простых соображений. Если пха « 0 (произво­дится изоэнергетический маневр), то полная энергия должна остаться постоянной

VI V?

mogHo = m, — + т^Нг. (7.18)

Отсюда, пренебрегая изменением массы, получим

Я1 = Яо+-^г(У§-У?). (7.19)

Если Пха Ф 0. уравнения интегрируются только численно.

Горка

Горкой называется маневр самолета, проводимый с целью быстрого набора высоты по S-образной траектории, лежащей в вер­тикальной плоскости (рис. 7.7): Для начала маневра летчик увели­чивает угол атаки, создавая перегрузку пуа >1. Самолет переходит в криволинейный полет по восходящей траектории — вход в горку (участок 1—2). По достижении требуемого угла наклона траекто­рии 0max самолет переводится В прямолинейный полет С Пуа = == tos 0шах (участок 2—3)^ Криволинейный выход из горки (уча­сток 3—4) совершается с перегрузкой пуа < cos 0. Расчет входа в горку и выхода из нее производят так же, как и расчет выхода из пикирования и входа в него. Определение параметров движения на прямолинейном участке произ­водится численным интегрированием системы (7.10) … (7.14) при пуа =

= cos 0т. у или методами, изложен­ными, в гл. 4, если этот участок до­статочно протяженный. Необходимо учитывать, что. в отличие от пикиро­вания скорость при выполнении горки, как правило, уменьшается, если угол 0шах достаточно велик (больше 0*, см. гл. 3). Поэтому, если после горки должен следовать гори­зонтальный участок полета, нужно,

Рис. 7.7. Траектория горки:

а — обычный вывод; 6 — вывод с переворотом

(полубочкой)
чтобы в конце горки скорость была больше минимальной скорости горизонтального полета на этой высоте. Если горизонтальный полет не обязателен, то скорость должна быть не меньше скорости, при которой аэродинамические рули сохраняют достаточную эффектив­ность для управления угловым положением самолета 1/эв.