Инженерно-штурманский расчет дальности, продолжительности полета и расхода топлива

Маршрутные или учебные полет и перелет самолета производятся по инженерно-штурманскому расчету, в котором также определяется потребное количество топ­лива на полет. Для этого необходимо знать (иметь) следующие данные: .

— общее расстояние и расстояние между характер­ными пунктами маршрута;

— высоты и скорости полета над этими характер­ными пунктами;

— задание на полет — одиночный или групповой полет, днем или ночью, в простых или сложных метео­рологических условиях;

— продолжительность и режим полета при непо­средственном выполнении задания (сброс вымпела, учебная зона и т. п.);

— время, порядок и режим взлета, сбора, роспуска и посадки группы (одиночного) самолетов.

Эти данные получаются в виде таблиц или чертежа профиля полета в координатах путь — высота. Выбор профиля в значительной степени предопределяет и ре­жим полета.

Штурман выбирает профиль и режим полета, а ин­женер рассчитывает возможность его технического осу­ществления. Если поставленная задача имеет несколько решений, то инженер совместно со штурманом оцени­вают их и выбирают наиболее рациональное. После окончательного выбора профиля полета инженер про­изводит инженерно-штурманский расчет. Объем рас­чета зависит от типа самолета и характера за­дания.

Инженерно-штурманский расчет имеет прямую и обратную задачу. Прямая задача решается тогда, ког­да при известном начальном весе, нагрузке и заправке самолета топливом определяются дальность и продол — ‘ жительность применительно к конкретному заданию. Обратная задача расчета состоит в определении при заданном расстоянии необходимой заправки топливом и возможной нагрузки, исходя из максимально допу­стимого веса самолета, или по известной нагрузке — необходимой заправки топливом и начального веса са­молета. Обратная задача наиболее характерна для са­молетов, которые используются с различными вариан­тами загрузки и заправки топливом.

Несмотря на различие прямой и обратной задачи, в основе расчетов дальности и продолжительности поле­та по существу лежит расчет величины запаса (остат­ка) топлива на горизонтальный полет Wr. n или полет «по потолкам». Расчеты в этом случае производятся

общим методом для одиночного и для группового по­лета.

Для определения необходимого количества топли­ва на горизонтальный полет нужно знать первоначаль­ную или полную заправку топлива Wn и все расходы,

не идущие на горизонтальный полет, а также величи­ны необходимых запасов и невырабатываемого остат — ‘ ка топлива.

Обычно строят кривые изменения часовых расхо­дов топлива q4 по скорости V для различных полетных весов самолета (рис. 6.3). К каждой кривой из начала координат проводят касательную. Точки касания опре­деляют режимы наибольшей дальности полета само­лета:

Если соединить точки касания между собой, получим кривую Л, которая показывает, что по мере расхода топлива (уменьшения веса самолета) меняется режим наибольшей дальности полета: уменьшаются скорость наибольшей дальности и часовой расход топлива.

Пользуясь графиком на рис. 6.3, строят кривую из­менения обратных величин минимального километрово-

‘ *?кмин Гг. п

брать приближенно, соответствующим среднему полет­ному весу самолета. Неточность заключается в том,

что на самом деле величина

не соответствует среднему весу самолета Сср. Тогда дальность полета графически будет определяться пло­щадью abed (рис. 6.4), . .;

При расчетах дальности и продолжительности поле­та используются таблицы или обобщенные характери­стики расходов топлива. При этом расчет ведется по среднему полетному весу самолета, а летчику задается соответственно средняя скорость полета. Если же ско­рость полета назначена, то опять же по среднему полет­ному весу самолета определяются средние расходы топ­лива. Расчет стоимости расхода топлива на 1 км воз­душного пути определяется по формулам (15) и (16).

В зависимости от доли топлива в полетном весе са­молета ошибка при расчете дальности полета по средне­му полетному весу может составлять для среднего веса самолетов 2—3°/о, для самолетов тяжелых с относитель­но большим весом топлива до 5—7°/о.

Расход топлива на земле. Обычно известен средний расход топлива на земле, являющийся суммарным осред — ненным расходом топлива при запуске, опробовании двигателей и рулении самолета с места стоянки до ВПП и обратно. •

На стационарных аэродромах расход топлива на земле равен 1—2°/о полной заправки самолета топли­вом.

Расход топлива при рулении зависит от скорости ру­ления и состояния покрова аэродрома: чем больше ско­рость и вязче грунт аэродрома, тем больше расход топ­лива при рулении, так как при этих условиях необхо­дима большая тяга. , ‘

Расход топлива на взлете и наборе высоты. Расхо­ды топлива с момента взлета и до выхода самолета на заданную высоту оцениваются (Суммарно. При наборе вы­соты расход топлива зависит от температуры наружного воздуха. Но это обстоятельство в большинстве случаев во внимание не принимается, на практике обычно поль­зуются данными для стандартных условий.

У дозвуковых самолетов топливо, расходуемое при наборе высоты, составляет относительно небольшую до­лю его общего запаса на самолете (при полете с подвес­ными баками примерно 15—20°/о, без подвесных баков 20—25%). Однако у сверхзвуковых самолетов, имеющих высокие потолки, эта часть расхода топлива значитель­но больше.

При необходимости влияние температуры наружного воздуха на суммарный расход топлива при наборе вы­соты самолетами с ТРД можно учесть, пользуясь следу­ющей формулой:

(20)

Здесь индексом «ст» отмечены величины, относя­щиеся к набору высоты в стандартных условиях 6Т = = Тф—Гст (Тф — фактическая температура). По дан­ной формуле отклонение температуры наружного возду­ха в среднем на 5% изменяет суммарный расход топли­ва при наборе высоты на 8°/о.

Расход топлива при планировании на посадку.

Суммарный расход топлива при планировании самолета дается в зависимости от высоты начала планирования и скорости полета по прибору для стандартной температу­ры. Ввиду относительно небольшой доли расхода топ­лива на планировании в общем расходе за полет влия­ние отклонения температуры наружного воздуха от стан­дартной на расход топлива не учитывается. При плани­ровании ориентировочно расходуется 4—6%, а за по­лет по кругу 2,5% полного запаса топлива на само­лете.

Таким образом, из приведенных данных видно, что расходы топлива, не связанные с горизонтальным поле­том, у самолетов с ТРД доходят до 25—30% емкости топливных баков (полной заправки) и даже больше. С учетом гарантийного запаса эта часть топлива может возрасти до 42—45°/о. Поэтому правильный учет пере­численных расходов топлива является существенным фактором при расчете дальности и продолжительности полета самолета.

38G