Выбор допустимых при посадке углов атаки

Скорость захода самолета на посадку в соответствии с требованиями норм летной годности из условия обеспечения высокой безопасности полета должна быть не менее 1,3 скорости сваливания (или минимальной скорости), установленной для посадочной конфигурации самолета. При этом в процессе летных испытаний самолета должна быть показана возможность безопасного выполнения посадки и ухода на второй круг без превышения допустимого угла атаки при минимальной демонстрационной скорости захода на посадку Vз. п.д. тіп, которая назначается из следующих условий:

у. < ( Vз. п. 15 км/ч при VЗ. п. ^ 200 км/ч>

З. П.ДЛ11П I уз п Ю км/Ч при VЗ. П. ^ 200 км/ч>

Максимальная скорость захода самолета на посадку должна быть не менее Vr3.n. + 25 км/ч независимо от полетной массы самолета.

Во всем диапазоне разрешенных скоростей захода на посадку самолет должен приземляться на основные колеса шасси без первоначального касания поверхности ВПП носовыми колесами или хвостовой частью фюзеляжа(хвостовой опорой);не должны также возникать капотирование или “козленке” самолета.

Эти условия определяют диапазон допустимых углов тангажа самолета в момент приземления. Посадочный угол атаки определяется углами тангажа и наклона траектории полета самолета в момент приземления, зависящими от метода посадки. Изменение угла атаки и угла наклона траектории по сравнению с их значениями на участке планирования самолета по посадочной глиссаде при различных методах посадки могут быть определены расчетом или из статистических материалов, что позволяет связать диапазон допустимых углов тангажа в момент приземления с диапазоном допустимых углов атаки при заходе на посадку, при которых обеспечивается безопасная посадка.

Такой подход позволяет определить диапазон допустимых углов атаки при заходе самолета на посадку. Фактический угол атаки на этом этапе в основном определяется аэродинамической компоновкой крыла самолета в посадочной конфигурации. Основную роль при этом играют максимальные несущие свойства крыла, т. е.максимальное значение коэффициента подъемной силы Сушах и соответствующий ему угол атаки, а также коэффициент подъемной силы при нулевом угле атаки.

Для современных транспортных и пассажирских самолетов применяются три метода посадки:

—посадка с полным выравниванием и выдерживанием, на

котором угол атаки самолета увеличивается до посадочного;

—посадка с полным выравниванием без участка выдерживания;

—посадка с неполным выравниванием (в основном при автоматической посадке).

На всех воздушных этапах режима посадки угол тангажа самолета v по строительной оси фюзеляжа, угол наклона траектории полета в и угол атаки а связаны соотношением:

ь = в + а—<р кр, (6.32)

где <р кр —угол заклинення крыла относительно строительной оси фюзеляжа.

На участках выравнивания и выдерживания скорость полета самолета постепенно уменьшается, а угол атаки увеличивается. Связь между углами атаки в момент приземления а пос. и на планировании по глиссаде а з. п. определяются зависимостью

Япос — #з. п.+А #1 + Л а2, (6.33)

где и А а2—приращение угла атаки на участках выравнивания и выдерживания соответственно.

С учетом (6.31) и (6.32) можно записать

VnOC = в ПОС #З. П. А С?1 "Ь А СІ2 Ф КР (6.34)

где t>noc и в пос —угол тангажа и угол наклона траектории самолета в момент приземления (касания.)

Результаты расчетов и статистической обработки материалов летных испытаний и эксплуатации пассажирских самолетов показывают, что на участке выравнивания угол атаки увеличивается на 1,5 2°, а на участке выдерживания угол атаки должен возрасти до

посадочного а пос. При посадке самолета с неполным выравниванием угол атаки должен быть близок к посадочному и вследствие этого угол атаки самолета на планировании по посадочной глиссаде должен быть меньше посадочного на 2^2,5°.Угол заклинення крыла ф кр для современных пассажирских самолетов близок к’ 3°.

С учетом принятых допущений связь между углом тангажа в момент приземления и углом атаки при заходе на посадку можно определить по формуле(бчЗЗ):

£>пос — #зл.+ (0,54-4*)—при па*юм выравнивании и полном

выдерживании;

v пос — а з. п. — (1,0 — г 1,5°) —при полном выравнивании без

участка выдерживания;

Vnoc=a з. п. —3°—при неполном выравнивании.

На современных пассажирских и транспортных самолетах для сокращения потребной посадочной полосы целесообразно посадку производить без участка выдерживания. Тогда минимально допустимый угол атаки на планировании по глиссаде при заходе на посадку должен выбираться из условия отсутствия касания ВПП носовым колесом шасси.

Для определения количественных требований к углу атаки при заходе на посадку необходимо установить допустимые значения угла тангажа в момент приземления. Обычно пассажирские и транспортные самолеты компонуются так, что момент касания носовым колесом поверхности ВПП соответствует нулевому углу тангажа vKac н. к—0.

Касание ВПП хвостовой частью фюзеляжа (хвостовой опорой) для различных самолетов происходит при различных значениях угла тангажа в зависимости от обводов хвостовой части фюзеляжа и высоты основных стоек шасси. Поэтому в расчетах следует учитывать угол тангажа, при котором происходит касание ВПП хвостовой частью фюзеляжа. Среднее значение угла тангажа касания

f *

ВПП ХВОСТОВОЙ ОПОрОЙ МОЖНО ПрИНЯТЬ раВНЫМ Укас хв= 11

Для выбора рекомендуемого диапазона значений угла атаки самолета при заходе на посадку, при котором отсутствует первоначальное касание ВПП носовым колесом или хвостовой частью фюзеляжа, используем значения разрешенных в эксплуатации максимальных и минимальных значений угла тангажа:

Чпах^ ^кас хв”1 И Vmn ^ $ каскрн. к. + 1°

(запас по углу тангажа в±1° вводится для обеспечения безопасности приземления самолета) .Таким образом, для обеспечения безопасности самолета на посадке необходимо, чтобы угол тангажа в момент приземления был бы больше 1° и меньше 10°.

Расчеты показывают, что в момент приземления для обеспечения угла тангажа в допустимом диапазоне fnoc—Г-г 10° значения угла атаки самолета на планировании по посадочной глиссаде должны находиться в следующем диапазоне:

www. vokb-la. spb. ru — Самолёт своиіуіи руками?!

2,5° < а з. п.<9°—при посадке самолета без участка

выдерживания; [2]

4°<<2’з. п.<9°—при посадке самолета с неполным выравниванием.

Необходимо также определить допустимые углы атаки при заходе самолета на посадку с учетом разброса скорости захода на посадку от рекомендованных значений (Л Vi = 15 км/ч и AV^

— 10 км/ч). Тогда диапазон угла атаки самолета на режиме захода на посадку должен быть следующий:

4°< а	з. п. ^ 8° —при посадке самолета	без	участка
	выдерживания;
уу "сп 0 /А	си з. п. ^ 8°—при посадке самолета	с	неполным
	выравниванием.

Для тех компоновок самолета, у которых значения угла тангажа ^кас н. к И VKac хв. ОТЛИЧЭЮТСЯ ОТ ПрИНЯТЫх(0° И 11° СООТВЄТСТВЄННО), диапазон необходимых значений угла атаки самолета на режиме захода на посадку можно принять:

а з. п. min =^Кас н. к+4° (ограничение от касания ВПП носовыми колесами при посадке самолета с полным выравниванием без участка выдерживания);

а з. п. max=tw хв_3° (ограничение от касания ВПП хвостовой частью фюзеляжа);

а з. п. min = v кас н. к.~5,5°(ограничение от касания носовыми колесами при посадке самолета с неполным выравниванием).

На рис.6.41 приведены области рекомендованных углов атаки для захода на посадку О’з. п. в зависимости от критических углов атаки а кр для магистральных самолетов в посадочной конфигурации. Значение а кр соответствует максимальному значению коэффициента подъемной силы Сушах* или Сус сваливания, а угол атаки Яз. п. соответствует значению Су3.п = 0,59 СуС (Сутах) (это отвечает требованию V"з. п.= 1,3 Vc).

С целью сокращения потребной длины посадочной полосы для пассажирских и транспортных самолетов целесообразно принять методику посадки с неполным выравниванием (угол наклона траектории в < 0°). Оценочные расчеты показывают, что при таком методе

Рис.6.41. Области рекомендуемых углов атаки самолета на пла­нировании по посадочной глиссаде

посадки потребная длина посадочной полосы уменьшается на 300-г 600 м. Однако метод посадки с неполным выравниванием может безопасно применяться только на таких самолетах, у которых угол тангажа в момент приземления будет положительным.

Значения вертикальных скоростей снижения в момент приземления (касания ВПП) при использовании метода посадки с неполным выравниванием должны быть приемлемы по условиям прочности самолета и обеспечения комфорта пассажиров и экипажа.

Для применения метода посадки самолета с .неполным выравниванием необходимо, чтобы углы атаки самолета при планировании по посадочной, глиссаде были бы достаточно болыиими — не менее 5,5°(здесь учтено, что скорость захода на посадку может быть больше рекомендованной на 15 км/ч);

Аэродинамическая компоновка крыла современных маги­стральных пассажирских самолетов должна быть сделана с учетом

і

возможности посадки самолета с неполным выравниванием, так как на этих самолетах должна применяться автоматическая посадка, которая осуществляется с неполным выравниванием 0<О.

Для того, чтобы углы атаки самолета на режиме захода на посадку находились в рекомендованном диапазоне, необходимо иметь определенное соотношение между коэффициентами Сушах И СуО. Необходимую связь между этими коэффициентами можно найти из следующих соотношений:

СуЗЛ.= 0,59 Сушах

Суз. п.— СуО+ CyCt з. п.

0,59 Сушах СуО

CZ

Суо —коэффициент подъемной силы при 0;

Су —производная коэффициента подъемной силы по углу атаки (обычно для рассматриваемых самолетов близка к 0, 1/град).

Если принять, что рекомендованный диапазон углов атаки самолета при заходе на посадку равен а з. п. = 5,5 Н-8‘(для посадки с неполным выравниванием), то можно определить соотношения между коэффициентами Су шах И Суо:

Су шах

(6.35)

Суо = Суз. п. 0,1(5,5-і-8,0) =0,59Сушах -(0,554-0,8)

Эти соотношения могут быть использованы при разработке аэродинамической компоновки самолета в посадочной конфигурации, и из них, в частности, следует, что из условий эксплуатации самолета можно определить максимальные несущие свойства самолета или определить потребное значение Суо самолета в посадочной
конфигурации; например, при Су шах=2, 5 рекомендуемое значение не должно выходить из диапазона Суо = 0> 67-г 0,92. При выходе значения Суо из этого диапазона возникает большая вероятность приземления самолета на носовые колеса или на хвостовую часть фюзеляжа, т. е. в этом случае безопасность посадки самолета снижается.

На рис.6.42 приведены рекомендуемые для пассажирских самолетов значения Су0 в зависимости от Су шах.

Определение диапазона допустимых углов атаки при заходе самолета на посадку по условиям безопасности позволяет также определить соотношения между Сушах И <2кр И СВЯЗЬ МЄЖДУ Якр И
а з. п. Для нахождения этих дополнительных связей можно использовать соотношение:

яЗ. П. = акр — (6.36)

здесь К —коэффициент, учитывающий уменьшение зависимости Су=/(а)вблизи значения Сушах; коэффициент К можно приближенно принять равным К=0,9.

Преобразование формул (6.35)’ и (6.36) позволяет найти следующие дополнительные рекомендуемые соотношения:

СС кр ~ (5> 5°-г 8, 0 ) 4, 55 Сушах

Сутах~0> 22 СС кр (1* 2~ 1,76)

Суо=0, Шкр- (1,26Н-1,85)

акр=7,7Суо+(9,7° — г 14,2°)

Пользуясь этими соотношениями, можно правильно разработать аэродинамическую компоновку крыла самолета в посадочной конфигурации.