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.

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.