Аэродинамика самолета, страница 47

207 Схема сил при подъеме в перевернутом полетеТак как избыток мощности (следовательно и тяги) в перевернутом полете всегда меньше, чем принормальном полете на той же скорости, то угол установившегося подъема θ в перевернутом положениивсегда меньше угла подъема при нормальном положении. Однако в перевернутом положении у самолетов,имеющих крыло с несимметричными профилями, из-за ухудшения аэродинамики крыла, а также из-заналичия положительного установочного угла крыла, угол между продольной осью самолета и плоскостьюгоризонта будет всегда больше, чем в нормальном полете на той же скорости. Это повлечет за собойувеличение лобового сопротивления, а угол подъема θ и скороподъемность υ У будут соответственноуменьшаться.Большая разница между углом подъема и углом между продольной осью самолета и плоскостьюгоризонта усложняет пилотирование самолета, труднее становится судить об угле подъема по наклонупродольной оси самолета к горизонту.

Поэтому летчик должен больше уделять внимания указателюскорости, вариометру.Меньше будет и вертикальная скорость из-за уменьшения избытка мощностиПVy П =75 ⋅ ΔΝG.(13.4)Из вышесказанного можно сделать заключение, что при установившемся подъеме самолета вперевернутом положении все характеристики подъема ухудшаются.ПЛАНИРОВАНИЕ В ПЕРЕВЕРНУТОМ ПОЛОЖЕНИИУстановившимся планированием самолета в перевернутом положении называется прямолинейныйполет по нисходящей траектории с постоянной скоростью (Рис. 208).Рис. 208 Схема сил при планировании вперевернутом положенииРис. 209 К определению угла наклона продольнойосиЕсли планирование осуществляется без тяги, то изменение скорости будет связано с угломпланирования θ.

Чем больше угол планирования, тем больше потребная скорость.АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА186Для увеличения угла атаки на планировании в перевернутом положении ручка управления отдаетсяот себя, и скорость планирования уменьшится. Минимальная скорость при планировании в перевернутомположении больше, чем в нормальном.При планировании в перевернутом положении угол наклона продольной оси самолета к плоскостигоризонта (Рис.

209) из-за наличия угла установки меньше, чем при нормальном планировании, на величинудвойного угла установки крыла (при планировании с одинаковыми скоростями). По этой причине у летчикасоздается впечатление, что самолет планирует с малым углом к горизонту, хотя скорость снижения при этомможет быть значительной.Из сказанного следует, что при перевернутом установившемся планировании самолет имеет худшиелетные данные, чем в нормальном планировании.ОБРАТНЫЙ ПИЛОТАЖМаневрирование самолета с отрицательными перегрузками (-nу) принято называть обратнымпилотажем. Все фигуры обратного пилотажа относятся к высшему пилотажу. Выполнение обратногопилотажа связано с рядом трудностей. Поэтому перед началом полетов на обратный пилотаж необходиматщательная подготовка летчика на земле.

Одним из важных элементов этой подготовки является изучениеаэродинамики и динамики каждой фигуры, особенностей устойчивости и управляемости, расчет основныхпараметров фигур. Трудность освоения обратного пилотажа заключается в том, что он органически долженвыполняться в комплексе с прямым пилотажем; это на первых порах может дезориентировать летчика вотношении действий рулями, различной устойчивостью и управляемостью прямого и перевернутого полета.Для примера рассмотрим несколько фигур обратного пилотажа: вираж, петлю.ОБРАТНЫЙ ВИРАЖПравильным обратным виражом (или виражом на спине) называется разворот самолета на 360° вгоризонтальной плоскости с постоянной скоростью без скольжения, без потери и набора высоты, сотрицательной перегрузкой (Рис.

210).При выполнении обратного виража на самолет действуют такие же силы, что и на нормальномвираже. Неуравновешенная центростремительная силаполучается в результате накренения самолетаY2П = Y П ⋅ sin γ П .Y2П , необходимая для искривления траектории»(13.5)Сила веса-самолета уравновешивается составляющей подъемной силыY2П = Y П ⋅ cos γ П(13.6)Рис. 210 Схема сил на правильном обратном виражеСделаем анализ основных параметров обратного виража и сравним их с параметрами прямоговиража.1.

Минимальный радиус обратного виража больше, чем нормального, так как в перевернутомполете СуПМАКС меньше, чем в нормальном.2. Так как несущие свойства крыла в перевернутом полете снижаются, максимальная величинаподъемной силы уменьшается, поэтому максимальный крен на обратном вираже будет меньше, чем принормальном. Уменьшение крена уменьшает максимально достигаемую отрицательную перегрузку (-ne).АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА1873. Из-за увеличения практически минимальной (эволютивной) скорости, а также из-за уменьшениявозможного крена γ время обратного виража увеличивается.Анализ показывает, что все основные параметры обратного виража (крен, перегрузка, радиус,время) по сравнению с нормальным виражом значительно ухудшаются.ПТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ОБРАТНОГО ВИРАЖАВ горизонтальном полете на спине на заданной скорости самолет нужно отрегулировать триммероми плавным координированным движением ручки и педалей ввести самолет в вираж, для чего ручкууправления отклонить в сторону поднимающегося крыла и нажатием на противоположную педаль создатьвращение.

По мере увеличения крена ручку управления необходимо отдавать от себя для удерживания носасамолета от опускания и для создания вращения. При достижении заданного крена и угловой скоростидвижением ручки и педали устранить стремление самолета увеличить крен и вращение.Для вывода самолета из обратного виража нужно за 25-30° до намеченного ориентира движениемручки в сторону против крена и нажатием на верхнюю педаль уменьшать крен и вращение. После выходасамолета из крена и вращения поставить рули нейтрально, удерживая самолет в горизонтальномперевернутом полете.Порядок действий летчика при выполнении обратного виража с креном 60° такой же, как и виражас креном до 45°.

Но в отличие от мелкого виража в процессе создания крена необходимо плавноувеличивать тягу двигателя (увеличивать наддув) до полной к тому моменту, когда крен достигнет 45°. Придальнейшем увеличении крена ручка управления значительно отдается от себя для увеличения угловоговращения, а рулем направления выдерживается положение капота относительно горизонта. Действиярулями на выводе такие же, как и при выводе из мелкого виража, но по мере уменьшения крена ручкаподбирается на себя для того, чтобы самолет не поднимал нос, и убирается наддув до необходимого длягоризонтального полета на спине.ОБРАТНАЯ ПЕТЛЯОбратной петлей называется движение самолета по криволинейной траектории, имеющей формузамкнутой петли, в вертикальной плоскости с отрицательными углами атаки и отрицательной перегрузкой.Перед выполнением обратной петли со спины необходимо в горизонтальном перевернутом полетеразогнать самолет до заданной скорости.

Обычно эта скорость близка к максимальной. Достигнув нужнойскорости, летчик отдает ручку от себя, увеличивая тем самым отрицательный угол атаки α П и подъемнуюсилу YП, которая станет больше силы веса самолета. Избыток подъемной силы (YП-G) будет тойцентростремительной силой, которая искривляет вверх траекторию движения (Рис. 211).Рис. 211 Схема сил на обратной петлеИзменение перегрузки -nу, радиуса петли, скорости полета по траектории на петле рассчитываютсяпо тем же формулам, что и для прямой обычной петли.

Начальная скорость ввода в петлю должна бытьболее двух υ мин перевернутого полета. При вводе в петлю на меньшей скорости в верхней точке петлисамолет сильно теряет скорость, в результате чего подъемная сила YП становится меньше веса самолета (YП<G) и вместо отрицательной перегрузки - nу появляется положительная. Летчик это положение ощущает поопусканию на сиденье.

Петля получается неправильной. Перегрузка на петле определяется по формуле:АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА− nУ =υ2gr188+ cosθ,(13.7)где θ - угол между горизонталью и касательной к траектории движения в рассматриваемой точке.Форма обратной петли, как и нормальной, из-за уменьшения скорости и радиуса кривизнытраектории в верхней ее части получается несколько вытянутой вверх. В верхней точке петли скоростьполета и радиус наименьшие.При движении по криволинейной траектории на обратной петле, как и на нормальной, на самолетоказывают влияние гироскопический и реактивный моменты воздушного винта (ротора ТРД).На самолетах с винтами левого вращения (если смотреть из кабины самолета) при выполнениивосходящей части обратной петли гироскопический момент вызывает разворот вправо (с точки зрениялетчика). Эта тенденция к развороту легко парируется отклонением левой педали.

С уменьшением скоростизаметнее проявляется реактивный момент, который стремится накренить самолет вправо. Для устраненияэтого накренения необходимо отклонять ручку управления вправо.ТЕХНИКА ВЫПОЛНЕНИЯ ОБРАТНОЙ ПЕТЛИ.Для выполнения обратной петли со спины необходимо в горизонтальном перевернутом полете наполной мощности двигателя с небольшим снижением разогнать самолет до заданной скорости ввода впетлю.При достижении заданной скорости ввода плавным, но энергичным движением ручки управленияот себя строго по продольной оси самолета увеличить отрицательный угол атаки. Отрицательная перегрузкапри этом должна быть около 4.По мере возрастания угла подъема темп отдачи ручки от себя увеличивать до подхода самолета кгоризонтальному положению (верхняя точка).

Нельзя допускать излишней отдачи ручки от себя, так как приэтом теряется скорость и устойчивость самолета, может начаться тряска самолета. При появлении тряскинеобходимо замедлить темп отдачи ручки от себя.При подходе к горизонтальному положению в верхней точке петли ручка управления несколькоподбирается на себя для предотвращения резкого опускания носа самолета после прохода верхней точкипетли. После прохождения верхней точки, когда нос самолета опустится на 15-20° ниже горизонта, плавноуменьшить мощность двигателя до минимальной.Когда самолет будет находиться в отвесном пикировании, задержать ручку для набора скорости, азатем, плавно отдавая ручку от себя, с перегрузкой 3,5-4 перевести самолет в режим горизонтального полетана спине с таким расчетом, чтобы скорость на выводе была равна скорости ввода. При подходе самолета кгоризонтальному положению увеличить мощность двигателя до необходимой для выполнениягоризонтального полета на спине или для перехода в другую фигуру пилотажа.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРНЫЕ ОШИБКИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ОБРАТНОЙ ПЕТЛИ:- мала скорость на вводе - самолет в верхней точке петли теряет устойчивость, сваливается накрыло;- велик темп отдачи ручки от себя - самолет теряет скорость и устойчивость, возможно сваливаниена крыло;- не замечается и не устраняется крен - самолет уклоняется от вертикали.УСТОЙЧИВОСТЬ И УПРАВЛЯЕМОСТЬ САМОЛЕТА В ОБРАТНОМ ПОЛЕТЕУстойчивость и управляемость самолета Як-55 при выполнении обратного полета имеет те жехарактеристики, что и в прямом полете.