УПРАВЛЕНИЕ СКОРОСТЬЮ ПОЛЕТА ПРИ ЗАХОДЕ. НА ПОСАДКУ И ПОСАДКЕ
Некоторые общие сведения об управлении скоростью
полета
Работа по автоматизации управления скоростью полета, являющейся одним из важнейших параметров движения самолета, получила развитие лишь в последнее десятилетие. Запаздывание в развертывании этих работ по сравнению с работами по автоматизации управления угловыми и траекторным движениями самолета объясняется относительной простотой управления скоростью, особенно на режимах маршрутного полета. Дело в том, что дозвуковые пассажирские самолеты обладают в эксплуатационном диапазоне режимов полета большим запасом устойчивости по скорости. Изменение скорости полета носит сравнительно медленный характер. Как было показано в гл. 1, изменение скорости происходит в процессе длиннопериодического продольного движения самолета. При этом турбулентные возмущения, имеющие относительно высокочастотный характер, существенно не сказываются на нем. Возмущения, связанные с изменением состояния самолета, например изменением его веса и центровки, имеют весьма медленный характер.
РнУ2 |
Как правило, требуемая точность выдерживания скорости в маршрутном полете сравнительно невелика. В ряде случаев задача по управлению скоростью сводится к установлению оптимального режима работы двигателей и наблюдению за тем, чтобы при этом скорость самолета не выходила за пределы допустимых минимальных и максимальных значений. Минимальные скорости полета обычно выбираются так, чтобы у самолета имелся запас по углу атаки. Максимальные скорости на малых высотах полета ограничиваются из соображений прочности самолета (ограничения по ско
)• При полете на больших высотах мак
симальная скорость самолета ограничивается критическим для данного режима полета числом М.
По указанным причинам управление скоростью не является очень сложной задачей в маршрутном полете и не требует от экипажа, много времени и усилий. Значительно труднее управлять скоростью при заходе на посадку и посадке. На этих этапах полета меняется конфигурация самолета: производится выпуск шасси, закрылков, интерцепторов и др. Вследствие этого меняются сила ло
бового сопротивления и подъемная сила. При входе в глиссаду необходимо изменить угол наклона траектории.
Для разных участков захода на посадку существуют оптимальные значения скорости, которые должны выдерживаться с большой точностью. Уменьшение скорости чревато возможностью выхода на недопустимые значения а и су. Завышение скорости после выпуска средств механизации крыла (закрылков, щитков) недопустимо из соображений прочности этих средств. В некоторых случаях увеличение скорости полета самолета с выпущенными закрылками приводит к недопустимо большому скосу потока у горизонтального оперения. Следствием этого могут быть срывные явления на оперении. Наконец, увеличение скорости на последних этапах захода на посадку, перед началом выравнивания, удлиняет посадочную дистанцию самолета. Сравнительно небольшое завышение скорости захода на посадку приводит к такому же увеличению посадочной дистанции, как значительное превышение самолета над глиссадой.
Для иллюстрации сказанного приведем следующий пример. При снижении по глиссаде самолет, находясь на расстоянии 1000 м от торца ВПП, имеет высоту полета около 60 м. Для самолета типа Ту-134 в этот момент превышение расчетной скорости захода на посадку всего лишь на 10 км/ч с точки зрения увеличения посадочной дистанции эквивалентно превышению над глиссадой на 25 м.
Увеличение посадочной дистанции крайне нежелательно при посадке в сложных метеорологических условиях на мокрую или обледеневшую ВПП малой длины. В условиях общего жесткого лимита времени при заходе на посадку экипаж вынужден уделять много внимания управлению скоростью. В связи с этим возникает необходимость в автоматизации процессов управления скоростью полета на режимах захода на посадку. Автоматизация управления скоростью является необходимым условием осуществления автоматической посадки.
Из анализа уравнений продольного движения (1.22) следует, что управлять скоростью полета можно путем воздействия на руль высоты и путем изменения тяги двигателей. Вообще говоря, скоростью можно также управлять путем изменения коэффициента лобового сопротивления сХу например, за счет выпуска щитков, закрылков и др. Однако для автоматического управления скоростью последний метод в связи со сложностью его реализации применения не нашел.
Обычно в полете необходимо выдерживать не только скорость, но и стабилизировать еще некоторые другие параметры продольного движения. Например, при полете на эшелоне нужно стабилизировать высоту полета, при заходе на посадку — стабилизировать самолет на глиссаде. Имея в своем распоряжении два регулирующих органа: руль высоты и РУД, летчик может управлять двумя независимыми параметрами продольного движения. Такими параметрами на высотном эшелоне являются высота Н (или отклонение А, Н от заданной высоты) и скорость V (или отклонение A, V от
тз
заданной скорости), а при заходе на посадку — отклонение А£ от заданной глиссады и скорость V (или отклонение A, V). Отметим, что в отличие от принятого в гл. 1 обозначения приращения (А) в обозначение отклонения от заданного значения введен дополнительно индекс «,» (А,).
Во многих случаях полета на эшелоне требования к выдерживанию скорости сводятся к невыходу за некоторые ограничения. Вместе с тем оказывается весьма желательной эксплуатация двигателей на оптимальных для данных условий режимах, что обычно и определяет характер управления двигателями. Стабилизация самолета на заданной высоте эшелона осуществляется путем воздействия на руль высоты. В ряде систем автоматического управления имеются режимы стабилизации заданной индикаторной (приборной) скорости и заданного числа М. Как правило, они используются при наборе высоты и снижении самолета.
Обычно эти режимы реализуются путем подачи в канал руля высоты сигналов отклонения A, V или Д,-М вместо сигнала А, Н. Следовательно, на этих режимах управление скоростью осуществляется путем воздействия на руль высоты. При заходе на посадку стабилизация самолета на глиссаде достигается управлением рулем высоты, а выдерживание заданной скорости — управлением
РУД.
При изменении режима полета летчик обычно использует одновременно оба управляющих органа. Например, при входе в глиссаду летчик отклоняет руль высоты и уменьшает тягу двигателей. Такое координированное управление целесообразно не только при изменениях режима, но и при его стабилизации, потому что изменение скорости при прочих равных условиях является следствием изменения угловых положений самолета, точнее, угла 0 наклона траектории. И, наоборот, изменение скорости может влиять на угловые положения самолета и его стабилизацию на заданной траектории.