Аэродинамика самолета (561545), страница 37
Текст из файла (страница 37)
Следовательно, с увеличением кренаАЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА150потребная мощность увеличивается сначала медленно, а потом все более резко (Рис. 180). На графике⎛N⎜⎜ отношение BN ГПрисунка изображена зависимость потребной мощности для виража, ⎝⎞⎟⎟⎠ от угла крена.Например, при крене 20° потребная для виража мощность больше потребной для горизонтальногополета на малую величину; при крене, равном 50°,- в два раза больше; при крене, равном 60°,- в три разабольше, а при крене, равном 70°,- в пять раз больше.Таким образом, для выполнения виража необходимо иметь избыток мощности.РАДИУС И ВРЕМЯ ВИРАЖАРадиус и время виража являются основными величинами, характеризующими маневренныевозможности самолета в горизонтальной плоскости.Как уже говорилось, для выполнения виража необходима центростремительная сила.
То есть дляуменьшения радиуса виража необходимо увеличить горизонтальную составляющую подъемной силыY sin γ , а для этого следует увеличить крен самолета, одновременно увеличивая подъемную силуувеличением угла атаки или скорости.Центростремительная сила, с одной стороны, равна Y sin γ ,mV 2(из условия искривления траектории в горизонтальной плоскости (формулаа с другой rB10.16). Следовательно,mV 2Y sin γ =,rBоткуда радиус виража будет равенrB =V2mV 2GV 2V2===,Y sin γ gY sin γ g Y sin γ gtgγG(11.22)Таким образом, радиус виража определяется скоростью и нормальной перегрузкой. Анализируявыражения формулы (11.22), сделаем заключение, что радиус виража будет тем меньше, чем:⎛G⎞⎜ ⎟меньше удельная нагрузка на крыло ⎝ S ⎠ ;больше плотность воздуха ρ (с увеличением высоты полета радиус увеличивается);больше коэффициент подъемной силы Су;больше крен самолета y ; при Су=Судоп с уменьшением скорости радиус растет.Время виража определяется как отношение длины окружности, которую описывает центр тяжестисамолета на вираже, к скорости самолета:tB =2πrB 2π V 2V,=⋅= 0,64YV gtgγn y2 − 1следовательно, время разворота на угол ϕt РАЗ =ϕ3600,64(11.23)Vn y2 − 1.(11.24)Из формулы (11.23) видно, что время виража (как и радиус) определяется скоростью и нормальнойперегрузкой.
Для уменьшения времени виража необходимы те же условия, что и для уменьшения радиусавиража, но следует помнить, что скорость полета на время виража оказывает значительно меньшее влияние,чем радиус виража.АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА151ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ВИРАЖЕЙ САМОЛЕТОВ ЯК-52 И ЯК-55В учебных целях на самолетах Як-52 и Як-55 виражи с креном до 45° выполняются на скоростиV=190 км/ч, определяемой по прибору УС-450К, виражи с креном 60° - на скорости V=210 км/ч. Виражи скреном до 45° принято называть мелкими, а с креном более 45° - глубокими.ПРЕДЕЛЬНЫЕ ВИРАЖИПри увеличении крена на вираже наступит момент, когда для выполнения его (для преодолениялобового сопротивления) потребуется мощность силовой установки, равная максимальной, следовательно,дальнейшее увеличение крена вызовет снижение самолета, так как правильный вираж невозможен.
Если навираже перегрузка превысит предельную по тяге, то самолет будет снижаться даже при полной тяге, так каклобовое сопротивление будет больше тяги силовой установки. Следует иметь в виду, что прикратковременном развороте можно создать большой крен и перегрузку, вплоть до располагаемой. Однакодлительный разворот с большим креном и перегрузкой вызовет значительное торможение самолета, котороеприведет к уменьшению скорости и снижению самолета. Предельная по тяге перегрузка являетсяперегрузкой длительного разворота с заданной скоростью.Вираж, для выполнения которого на заданной высоте и максимальном крене использована всямощность силовой установки и эксплуатационная перегрузка (лимитированная прочностью самолета ивыходом на режим сваливания), называется предельным виражом.На самолетах Як-55 и Як-52 предельные по тяге перегрузки во всем диапазоне скоростей полета непревышают эксплуатационную перегрузку по прочности, поэтому основным ограничением предельныхвиражей самолетов Як-52 и Як-55 является предельная перегрузка по срыву и по располагаемой тяге (Рис.181, Рис.
182).На рисунках графически изображены характеристики предельных виражей самолетов Як-52 и Як-55при работе двигателя на 1-м номинале.Показаны изменения характеристик в зависимости от изменения скорости полета на высотеН=1000м.Анализируя эти графики, можно сделать вывод, что предельный вираж с максимальным угломкрена можно выполнить только на определенном угле атаки и соответствующей скорости.Рис. 181 Характеристики виража самолета Як55 (H=1000 м, Gвз-870 кгс, режим работыдвигателя-1-й номинал)Рис.
182 Характеристики виража самолета Як52 (Н=1000 м, Gвз=1290 кгс, режим работыдвигателя- 1-й номинал)Предельный вираж с минимальной скоростью, радиусом и временем выполняется наэкономической скорости.С подъемом на высоту избыток мощности силовой установки уменьшается. Поэтому максимальныйугол крена также уменьшается. По достижении потолка самолета избыток мощности становится равнымнулю и выполнение виража невозможно.УПРАВЛЕНИЕ САМОЛЕТОМ И РАБОТА РУЛЕЙ НА ПРАВИЛЬНОМ ВИРАЖЕДля выполнения виража самолет необходимо накренить, но это недостаточно. При накренениисамолета создается центростремительная сила и самолет начинает движение по кривой, но демпфирующийАЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА152момент вертикального оперения противодействует развороту.
Поэтому, накреняя самолет элеронами,необходимо одновременно отклонить руль направления в сторону виража.Отклонение руля направления необходимо также для компенсации Дополнительного лобовогосопротивления, стремящегося развернуть самолет во внешнюю сторону, в сторону внешнего полукрыла.Внешнее полукрыло движется по внешнему радиусу (по внешней траектории) (Рис. 183), скорость егобольше, чем внутреннего полукрыла, и, следовательно, подъемная сила и лобовое сопротивление больше.Таким образом, для выполнения правильного виража с креном 30...45° необходимо плавноотклонить ручку управления и 'педаль (руль направления) в сторону виража.
По достижении •необходимогокрена и угловой скорости ручку управления необходимо отклонить слегка в противоположную сторону, атакже слегка отклонить педаль (руль направления) в противоположную сторону. Эти действия руляминеобходимы, так как подъемная сила внешнего полукрыла больше, чем внутреннего. При этом возникаетмомент Мх относительно продольной оси, стремящийся увеличить крен. Чтобы компенсировать этотмомент необходимо отклонение ручки управления в противоположную сторону. Но отклонение ручкиуправления в противоположную сторону приведет к уменьшению моментов My (лобового сопротивления идемпфирующего), поэтому необходимо одновременно с ручкой управления слегка нажать на педаль вобратную сторону.Отклонение ручки управления и нажим на педаль в обратную сторону должны быть тем меньше,чем энергичнее был ввод самолета в вираж.
После того как ввод закончен, крен, положение капота самолетаотносительно горизонта и угловую скорость необходимо сохранять постоянными.Для вывода из виража необходимо ручку управления и педаль отклонить в сторону, обратнуювиражу.Выполнение виража с креном более 45° имеет свои особенности, которые рассмотрим ниже.Рис.
183 Уравновешивание противодействующих виражу моментов рулем направленияскорость на вираже увеличена соответственно крену;⎛⎞⎜⎜ nZ и n X ⎟⎟⎠отсутствие боковой продольной перегрузки ⎝(отсутствие наклонов вперед-назад, влево-вправо, летчика прижимает только к сиденью);При выполнении виража необходимо учитывать влияние гироскопического момента воздушноговинта.
На самолетах Як-52 и Як-55 установлен воздушный винт левого вращения, поэтому при выполненииправого виража этот момент стремится поднять капот самолета, а на левом - опустить. Особенно этонеобходимо учитывать при выполнении глубоких виражей. Неучет гироскопического момента воздушноговинта может привести к «зарыванию» самолета на левом вираже и взмыванию на вираже, что в конечномсчете приведет к срыву в штопор или штопорную бочку.О правильности виража - отсутствии скольжения летчик судит по признакам:шарик указателя скольжения находится в середине (на указанной метке).НЕПРАВИЛЬНЫЙ ВИРАЖ СО СКОЛЬЖЕНИЕМВираж со скольжением возникает в результате некоординированных действий рулями управления ирезкой работы рычагом дроссельной заслонки карбюратора и шагом винта, т.
е. является результатомошибочных действий летчика.АЭРОДИНАМИКА САМОЛЕТА153Рассмотрим выполнение глубокого виража со скольжением. Предположим, что на глубокомвираже, например левом (Рис. 184, а), крен увеличен на величину, при которой скорость становитсянедостаточной для сохранения условия Υ cos γ = G , т. е. составляющая подъемной силы Υ cos γстановится меньше веса самолета, самолет начнет снижаться. Для того чтобы восстановить равновесие,необходимо нажать на правую педаль (отклонить руль направления вправо) во внешнюю сторону, при этомсоздается скольжение на левое (внутреннее) полукрыло.Рис.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
