Ограничения на параметры движения
Требования безопасности полета накладывают жесткие ограничения на параметры движения самолета при взлете и уходе на второй круг. Это прежде всего ограничения на траектории движения. На участке разбега необходимо в любых условиях исключить выкатывание за боковые кромки взлетно-посадочной полосы (ВПП), а также обеспечить достижение скорости отрыва (или полную остановку при прерванном взлете) в пределах располагаемой длины ВПП,
На воздушном участке взлета и при начальном наборе высоты необходимо удерживать боковые отклонения центра масс самолета от вертикальной плоскости, проходящей через ось ВПП, в пределах сектора, свободного от препятствий. Кроме того, необходимо обеспечить достаточный градиент набора высоты для гарантированного запаса при проходе над препятствиями в секторе взлета. Все ограничения на траектории взлета должны выполняться и при уходе на второй круг.
Для каждого участка взлета и начального набора высоты характерно также ограничение минимально допустимой скорости полета. Скорость подъема передней опоры Vи должна быть не меньше минимальной эволютивной (минимальной по управляемости) скорости на земле, т. е. такой скорости VMcо, при которой при внезапном отказе критического двигателя пилот может сохранять направление движения, компенсируя разворачивающие и кренящие моменты только с помощью аэродинамических рулей, не пользуясь тормозами и не меняя режимы работы остальных двигателей. В настоящее время общепринятой является методика взлета, при которой практически весь разбег ведется в стояночном положении. Разбег на основных колесах продолжается всего 2… 3 с и сопровождается плавным увеличением угла тангажа вплоть до момента отрыва За время разбега на основных колесах скорость успевает измениться незначительно (на 10— 15 км/ч) особенно при резком увеличении угла тангажа. В связи с этим скорость подъема передней опоры выбирается больше минимальной эволютивной скорости в воздухе VмсА- Она должна быть также больше скорости сваливания для взлетного положения закрылков Wsi и больше минимальной скорости отрыва V0Tp mm, т. е. скорости, соответствующей такому углу атаки при отрыве, когда еще остается запас в 2 … 3° по тангажу до касания поверхности ВПП хвостовой частью самолета. С учетом возможных порывов ветра необходимы определенные коэффициенты запаса, поэтому принимается [24]:
VR > шах (Vжа; 1,05КЖСЛ; 1 1-0^отрш[п). (6.1)
Второй участок разбега (на основных колесах) заканчивается при скорости отрыва Votp, незначительно отличающейся от VR.
К концу воздушного участка взлета (на высоте не более 10,7 м) должна быть набрана безопасная скорость Vi, которая превышает минимальную эволютивную скорость и скорость сваливания. Поскольку интенсивность порывов ветра быстро увеличивается с высотой, запасы должны быть больше, чем при задании минимальной скорости отрыва:
Vi > шах(1 ЛУМСАі 1,2/лї51)- (6.2)
Как минимальная эволютивная скорость, так и скорость сваливания зависят от конфигурации самолета (углов отклонения закрылков и предкрылков). В связи с этим на третьем участке набора высоты с убранной механизацией безопасная. ‘.орость V’2=l,2 Кдгеі увеличивается. Наконец, на пятом участке У2 устанавливается равной 1,25 Умві-
На участках полета с выпущенными закрылками диапазон допустимых изменений скорости ограничен и сверху по условиям обеспечения прочности конструкции, причем уровень ограничения зависит от угла отклонения закрылков. Соображения прочности и комфорта пассажиров и экипажа заставляют также ограничить допустимые значения линейных и угловых ускорений, а также угловые скорости по всем трем осям. Наконец, непосредственная близость земной поверхности требует ограничить допустимые изменения углов крена и тангажа, причем уровни ограничения меняются в зависимости от высоты.
Таким образом, основная задача управления самолетом на этапах взлета и набора высоты и ухода на второй круг состоит в таком выборе управляющих воздействий, чтобы обеспечить выполнение всех указанных ограничений. Сделать это при постоянной структуре и параметрах системы управления не удается. Реализация же сложных законов управления переменной структуры на аналоговых устройствах вызывает принципиальные затруднения, связанные с необходимостью обеспечения заданной точности и надежности, долговременной стабильности характеристик. Поэтому чаще всего приходится упрощать законы управления, что приводит к сужению круга решаемых задач и к снижению степени автоматизации управления. Преодолеть указанные затруднения можно только при помощи ЦВМ, обладающей необходимой гибкостью для решения как вычислительных, так и логических задач.