РАСПОЛАГАЕМАЯ ПЕРЕГРУЗКА И ИЗМЕНЕНИЕ УРОВНЯ ЭНЕРГИИ ПРИ МАНЕВРЕ. ОБЩИЕ ПОКАЗАТЕЛИ МАНЕВРЕННОСТИ

Располагаемые значения нормального и тангенциального ускорения при маневре самолета определяются предельной величи­ной сил, действующих на него в полете, или, что то же самое, — диа­пазоном располагаемых перегрузок, которые можно создать с по­мощью этих сил:

Р-Ха „ Ка + Р(а + «ро) „ Za-Pfi ‘ха~ rng ’ mg * Пга~ mg •

Рассмотрим располагаемые значения пха, nyat пга.

Располагаемое значение нормальной скоростной перегрузки пуа, как видно из (7.1), определяется предельным значением подъемной силы, которую можно создать при данных мгновенных высоте и скорости полета, так как обычно угол (а + <рр) мал и Ya » Р (а + + фг,) (если не предусмотрен поворот вектора тяги).

Подъемная сила Ya = cyaqS ограничена, так как ограничено предельно допустимое значение коэффициента подъемной силы суа < < cVa поп (см. 2.3), Отсюда

пуа < Щ/а расп

где ад0П — угол атаки, на котором достигается суа доп-

юо

Пуа < Щч’. • (7-^)

Маневренные самолеты допускают перегрузки по прочности по­рядка 8… 9, неманевренные — 2,6 … 3[17].

Величина перегрузки ограничена также физическими возможно­стями летчика, комфортом пассажиров.

Заметим, что п*уа определяется для опорного, невозмущенного движения самолета и, значит, она меньше расчетной перегрузки по прочности с учетом запаса на отклонение режима полета от опор­ного.

Примерный характер зависимости ограничения л,/арасп по (7.2) и (7.4) показан на рис. 7.1. Очевидно, с ростом высоты (уменьшением скоростного напора q при той же скорости полета) ограничение (7.2) все более сужает область располагаемых пуа. Если задать какой — либо Требуемый уровень Пуа треб < ТО, КЯК ВИДНО ИЗ (7.3) и рис. 7.1, существует минимальная для каждой высоты скорость Vmm (Пуа трев). на которой этот уровень реализуем. Приближенно

= (7.5)

С ростом ВЫСОТЫ Vmln (Пуа трев) растет, КЭК И С ростом Пуа трев, вплоть до выхода на nja. При пуа трвв — 1 Vmm совпадает с Гшшг. ц (гл. 3).

Для реализации нормальной скоростной перегрузки пуа в рас­полагаемом диапазоне пуа < п уа раСп требуется значение суа, равное

" »S + P/e“ «s

и соответствующий ему угол атаки а.

Располагаемые значения тангенциальной перегрузки пха, как видно из (7.1), зависят от тяги двигателя и величины сопротивле­ния Ха, а значит — от высоты и скорости (числа М) полета и через поляру самолета — от сиа при маневре, а значит, от пуа. Макси­мальное располагаемое значение пха, равное пха р80п (пуа), дости­гается на данных Я и V при максимальной тяге Р = Рр.. Сростом пуа это располагаемое значение уменьшается из-за роста индуктивного сопротивления на ббльших суа. Типичная зависимость пха РВСп (лрп) для определенных значений Я, V (или М).и массы самолета т пока­зана на рис. 7.2. При пУа = 1 величина пжарасп равна пХа1 (см. гл. 4). На максимальных пуа значение nXapaCTi обычно отрица­тельно.

Зависимость nxa (пуо) на данных Я, V (или М), при данной массе т и для определённого режима работы двигателя (максимал, полный форсаж) называется перегрузочной полярой самолета.

Для разных чисел М на заданной высоте можно построить серий) перегрузочных — поляр.

Минимальное значение пха при данных Я и V (или М) дости­гается при Р « 0 (т. е. на режиме малого газа). Здесь пХа < О для всех пуа• Для маневренных самолетов Пха можно дополнительно уменьшить, выпустив воздушные тормоза, т. е. увеличив сопротив­ление Схао (см. рис. 7.2, пунктир).

Перегрузочная поляра хорошо характеризует общие маневрен­ные возможности самолета на данных высоте и скорости (числе М) полета. Чтобы обобщить эту характеристику на весь диапазон по­летных скоростей на данной высоте Я (и при данной массе само­лета т), строят зависимость пха расп (М) для ряда постоянных значений пУа (рис. 7.3). Для этого, построив серию перегрузочных поляр по числам М, задают значение пуа, снимают для него пХя для каждого М по соответствующей перегрузочной поляре и откла-

дывают точку в координатах пха (М). Построение повторяют для нескольких пт от 1 до Пца, учитывая, что на малых М (или’ V) вели­чина пиа ограничена c&a„on, а на больших — пуа (см. рис. 7.1). На этот график наносят также ограничение по Vmm (пуа) для каж­дого из значений Пуа и ограничение по М (по скоростному напору, нагреву и т. п.). При пуа = 1 график пха(Щ совпадает с пх. п (М) в горизонтальном полете (гл. 4), а точка пХа л = 0 соответствует l/,iiax уст на данной высоте.

Построение перегрузочной поляры и зависимостей пха (М) для заданного значения пуа упрощается, если поляру сХи (сиа) можно аппроксимировать квадратичной зависимостью вида

СХа = Сха 0 “f" АСуа (7-7)

(см. гл. 2). Тогда для пуа ф 1 по (7.3) находим:

Пха == Пха 1 ■ АСуо і {н? уа 1). (7.8)

Снимая tixa і с диаграммы потребных и располагаемых тяг для го­ризонтального полета пха1 = (Рр — Pn)lmg и определяя cvai

по (3.6) как суаі ±= , .можно теперь пересчитать кривую пха (Щ

(см. рис. 7.3) для любой другой перегрузки Пуа.

Располагаемое значение пха расп (пуа1 характеризует возмож­ность проведения маневра с данной перегрузкой пуа с разгоном (пхл > 0) на постоянной энергии (пХа == 0) или только с торможе­нием (пХа < 0). Если возможен маневр с разгоном, то возможен и маневр с постоянной энергией или торможением, так как тягу дви­гателя при маневре можно уменьшить Р <Рр.

Темп изменения энергии при манёвре связан со значением пХа соотношением (см. гл. 4)

Й9 = Vnxa-

Вместо сетки кривых пха (М, Пуа) на рис. 7.3 можно строить кри-

вые Яэ = УПха =7 (М, Пуа), ПО КОТОРЫМ ЛЄГКО ОЦвНИТЬ ВОЗМОЖ­НОСТЬ сохранения или изменения уровня энергии при маневре с раз­личной нормальной перегрузкой. Сравнивая характеристики пКа (М, пуа) или Яэ (М, Пуа) для различных самолетов, можно судить об их маневренных преимуществах на. расчетной высоте полета. Однако при использовании этих графиков затруднено сравнение маневрен­ности на различных высотах. С этой точки зрения более наглядно построение области скоростей и высот, в которых возможен тот или иной маневр. Можно выделить два характерных случая: разгон на ПОСТОЯННОЙ высоте (Пуа = 1) С перегрузкой Пха, не менее задан­ной пХа треб> и установившийся (или изоэнергетич. еский) маневр с Пха = 0 при Пуа, НЄ МЄНЄЄ требуемой Пуа треб.

Для оценки характеристик разгона кривые рис. 7.3 при пуа = 1 (т. е. зависимость пхаі от М) строят для ряда высот. На каждой кривой выделяют диапазон, где пХа 1 > пХа трвв. и. откладывают его в координатах V (Я) или М (Я) (рис. 7.4) для соответствующей

юз

V(M) Рис. 7.4. Области разгонов самолета с пха! трес (форсаж)	Рис. 7.5. Области установившихся ма­невров с я^в треб (форсаж)

 

высоты. В результате среди возможных режимов полета выделяется более узкая область, где реализуем полет с пХа1 >пхатреС, на­пример разгон с V > gtlxa треб — Если учесть, что при наборе вы­соты пуа — cos 0 < 1, то в этой области возможен также устано­вившийся набор высоты с 0* > arcsin (пха треб) или VI >

^ VПха треб — • ‘

Область установившихся маневров строится на основе графиков рис. 7.3 для ряда высот полета, если на каждом из них выделить диапазон скоростей (чисел М), при которых пха ^ 0 для пуа =? = пиа Треб (например, на рис. 7.3 — для пуа = 2). Этот диапазон переносится для каждой высоты на график рис. 7.5 возможных режимов полета в координатах V (Я) (или М (Я)), что позволяет выделить область значений V и Я, где реализуем маневр с пуа трвв без потери энергии, Пха (Пуа треб) >0. Яа > 0, а при постоянной высоте — без потери. скорости, т. е. изоэнергетический или устано­вившийся манёвр. При оценке маневренности и построении границ областей рис. 7.4 и 7.5 важное значение имеет определение нормаль­ной скоростной перегрузки установившегося маневра Пуа расп, т. е. той максимальной перегрузки пуп, при которой (на данном режиме работы двигателя, при данных Н( V и пг) возможен маневр без потерн энергии Я„ = 0, Пха расп = 0. Зн&ЧЄНИЄ Про расп ЛЄГКО ОПрвДв — ляется графически по рис. 7.2.

Если поляра задана в виде (7.7), то из (7.8) находим при

Пха расп — 0

Пуа расп = Пха llipyu. 1^) — j — 1 • (7.9)

Выражение (7.9) имеет смысл при пха і > 0.