Аэродинамика самолета, страница 43

Всамой верхней точке петли скорость будет наименьшей, поэтому наименьшей будет подъемная сила. Онабудет направлена вниз и совместно с силой веса самолета создаст центростремительную силу, имеющуютакже положительную величину (Y+G>0). Чтобы обеспечить достаточную устойчивость и управляемость,скорость в перевернутом положении должна быть не менее 140 км/ч. Так как вес самолета и подъемная силанаправлены вниз, то самолет легко переходит в пикирование (положение 3).При переходе в пикирование обороты двигателя уменьшаются до м. г. Далее при увеличении углаобратного пикирования центростремительная сила, искривляющая траекторию, состоит из подъемной силыY и составляющей веса Gcos θ (Y+ +Gcos θ ). Составляющая веса самолета G sin θ совместно с тягойсиловой установки увеличивают скорость (Рм.г + Gsin θ >X).В вертикальном положении вниз искривляющей силой является подъемная сила Y (положение 4), авес самолета и тяга двигателя Рм г направлены в одну сторону и больше силы лобового сопротивления, чтоспособствует дальнейшему разгону скорости (G+Рм.г-Х>0).Уравнения движения в положении 3 имеют вид:условие искривления траекторииV2Y −G = m> 0;r(12.6)условие увеличения скоростиP− X =mdV> 0;dt(12.7)Уравнения движения в положении 4 имеют вид:условие искривления траекторииY =mV2> 0;r(12.8)G + PМГ − X = mdV.dt(12.9)По достижении заданной скорости пикирования 200...210 км/ч.

дальнейшим взятием ручкиуправления на себя необходимо начать вывод самолета из пикирования в горизонтальный полет.Траектория полета в вертикальной плоскости искривляется центростремительной силой R=YGcos θ .Составляющая веса Gsin θ совместно с тягой силовой установки больше лобового сопротивления,что способствует дальнейшему увеличению скорости P+Gcos θ >X.Для быстрого увеличения скорости обороты силовой установки необходимо увеличить домаксимальных.Уравнения движения на выводе (положение 5) имеют вид:условие увеличения скоростиP + G sin θ − X = mdV> 0;dt(12.10)условие искривления траекторииY − G cosθ = mV2> 0;r(12.11)АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА172СКОРОСТЬ НА ПЕТЛЕЕсли скорость в начале петли была недостаточна, то самолет, проходя перевернутое положение,зависает и начинает парашютировать, подъемная сила становится отрицательной.

Петля получается сзависанием (неправильная). Поэтому важнейшим условием выполнения петли является созданиедостаточной скорости.Начальная скорость должна быть не менее чем в два раза больше скорости (эволютивной) в верхнейточке петли.Поэтому для самолетов Як-52 и Як-55 установлены скорости ввода 280 км/ч и 250 км/чсоответственно, а в верхней точке не менее 140 км/ч для самолета Як-52 и 125 км/ч для самолета Як-55.РАДИУС ПЕТЛИФорма петли получается не круглой, а несколько вытянутой вверх. Объясняется это тем, чтоскорость при подъеме и при снижении непрерывно изменяется, что приводит к изменению подъемной силы,также изменяется величина составляющей силы веса Gcos θ . На восходящем участке скорость падает,поэтому радиус кривизны траектории уменьшается.

На нисходящем участке петли скорость нарастает ирадиус кривизны увеличивается. В верхней точке кривизна траектории наибольшая.ПЕРЕГРУЗКА НА ПЕТЛЕПерегрузка на петле - величина не постоянная и изменяется в зависимости от того, в какой точкетраектории находится самолет. Величина перегрузки также зависит от манеры исполнения петли.Изменение перегрузки при выполнении правильной петли показано на Рис. 194.

Максимальноезначение перегрузки Пу достигается при вводе в петлю и при выводе. В верхней точке петли величинаперегрузки наименьшая и даже может быть отрицательной (если скорость менее 140 км/ч-Як-52 и 125 км/чЯк-55) или недостаточное отклонение ручки управления.ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ПЕТЛИ НЕСТЕРОВАПетля Нестерова выполняется на самолете Як-52 на скорости 280 км/ч и на самолете Як-55 наскорости 250 км/ч. Обороты двигателя 82%.Перед выполнением петли следует осмотреть воздушное пространство; убедиться, что оносвободно.

В горизонтальном полете установить заданную скорость. Убедиться в отсутствии скольжения икрена. Затем плавным отклонением ручки управления на себя ввести самолет в петлю.Когда угол кабрирования достигнет 25...30°, темп отклонения ручки управления на себя постепенноувеличивать с таким расчетом, чтобы на угле кабрирования 40...50° перегрузка достигла 4...5. Дальнейшееотклонение ручки управления должно быть такое, чтобы угловая скорость вращения оставалась постояннойи скорость к моменту достижения верхней точки петли была не менее 140 км/ч для Як-52 и 125 км/ч для Як55.Слишком высокий темп отклонения ручки управления на себя ведет к созданию большихперегрузок и возможности срыва самолета в штопор или штопорное вращение.Малый темп отклонения ручки управления на себя ведет к излишней потере скорости в верхнейточке и возможности срыва в штопор.При появлении признаков неустойчивости самолета в верхней точке ручку управления следуетнезначительно отклонить от себя с последующим отклонением на себя.Как только самолет пройдет верхнюю точку, плавно убрать наддув и небольшим, плавнымотклонением ручки управления на себя начать вывод самолета из пикирования, а по достижении скорости200...210 км/ч - в горизонтальный полет с таким расчетом, чтобы скорость в конце вывода была заданной(для самолета Як-52 - 280 км/ч, для Як-55 - 250).При выполнении петли внимание распределять при вводе:положение 1:на скорость и режим работы двигателя;на отсутствии крена;на сохранении направления;положение 2:на создании необходимой угловой скорости вращения»на отсутствии крена;на величине скорости;положение 3:АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА173на сохранении направления;на отсутствии крена;на величине скорости;на определении момента уменьшения наддува;положения 4, 5:на угле пикирования;на величине скорости;на сохранении направления;на определении момента увеличения наддува, для перехода в горизонтальный полет, длявыполнения другой фигуры пилотажа.ХАРАКТЕРНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПЕТЛИ:в первой половине петли ручка управления резко отклоняется на себя - создается перегрузка,самолет теряет скорость, возможен срыв в штопорное вращение;в первой половине петли ручка управления медленно отклоняется на себя - мала угловая скорость,при подходе к верхней точке возможна потеря скорости и сваливание в штопор;при подходе к верхней точке петли ручка управления энергично отклоняется на себя - возможенсрыв в штопор;ручка управления излишне отклоняется от себя при появлении неустойчивости - возможнозависание;крен на петле - не сохраняется направление;в верхней точке петли рано убираются обороты двигателя - самолет теряет скорость и зависает;при пикировании ручка управления медленно отклоняется на себя - большая скорость и большаяпотеря высоты;при пикировании ручка управления резко отклоняется на себя - возможно превышение перегрузки исрыв в штопорное вращение.При медленном отклонении ручки управления на себя, при вводе в петлю, необходимо увеличитьугловую скорость вращения более энергичным отклонением ручки управления на себя, не допускаяпревышения перегрузки и срыва в штопорное вращение - штопорную бочку.При потере скорости в верхней точке петли (менее 140 км/ч-Як-52 и 125 км/ч-Як-55) поставитьпедали строго нейтрально, уменьшить тянущее усилие на ручке управления и перевести самолет впикирование.При вялом отклонении ручки управления на себя в процессе вывода из пикирования (быстронарастает скорость большая потеря высоты) необходимо отклонением ручки управления на себя увеличитьугловую скорость.При появлении крена на пикировании необходимо убрать крен, а потом продолжать выполнениепикирования.При энергичном отклонении ручки управления на себя на выводе из петли следует уменьшитьтянущее усилие.Следует помнить, что в результате действия гироскопического момента воздушного винта самолетпри взятии ручки управления на себя будет стремиться развернуться влево, это отклонение необходимопарировать, нажимая на правую педаль, а накренение самолета вправо при уменьшении скорости (врезультате действия реакции воздушного винта) парировать отклонением ручки управления влево.ПЕРЕВОРОТПереворотом называется фигура пилотажа, при выполнении которой самолет поворачиваетсявокруг продольной оси на 180° с прямого полета в перевернутый относительно горизонта, с последующимдвижением по нисходящей траектории в вертикальной плоскости и выходом в горизонтальный полет внаправлении, обратном вводу (Рис.

195).Переворот применяется для быстрого изменения направления полета на 180° с потерей высоты. Похарактеру выполнения полубочки переворот может быть управляемым и штопорным. Переворот естьсочетание горизонтальной полубочки с второй частью петли Нестерова.АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА174Рис. 195 Схема сил, действующих на самолет при выполнении переворотаВ учебных целях на самолетах Як-52 и Як-55 переворот выполняется на следующих приборныхскоростях:управляемый.Ввод - 170 км/ч;начало вывода из пикирования - 200...210 км/ч;вывод в горизонтальный полет - 280 км/ч.штопорный:ввод- 180 км/ч;начало вывода из пикирования-200...210 км/ч;вывод в горизонтальный полет - 280 км/чСХЕМА СИЛ И УРАВНЕНИЯ ДВИЖЕНИЯ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ПЕРЕВОРОТАПоворот самолета относительно продольной оси осуществляется отклонением элеронов, создающихразность подъемных сил левого и правого полукрыльев.