Тема 2.5. Режим подъема самолета

Установившийся подъем - это прямолинейный полет самолета с набором высоты с постоянной скоростью.

Режим подъема характеризуется следующими параметрами:

- скоростью подъема V;

- углом подъема;

- вертикальной скоростью V_у.

При подъеме на самолет действуют следующие силы, см. Рисунок7.1:

Рисунок7.1 Схема сил при подъеме

- сила тяги Р - в направлении движения;

-сила лобового сопротивления X - в направлении, обратном движению;

- составляющая сила веса G₂ в направлении, обратном направлению движения;

- в направлении, перпендикулярном к траектории полета, действуют подъемная сила Y и составляющая силы веса G₁.

Для выполнения равномерности и прямолинейности подъема все силы должны быть взаимно уравновешены:

P = X+G₂=X+G ∙ sin.

У=G cos - условие прямолинейности движения;

P= X =G sin- условие равномерности движения.

При нарушении этих равенств движение не будет прямолинейным и равномерным.

Из анализа уравнений можно сделать следующие выводы:

- подъемная сила при подъеме уравновешивает только часть веса самолета;

- потребная сила тяги при подъеме больше, чем в горизонтальном полете. С увеличением угла подъема составляющая веса G₂ увеличивается, что требует увеличения тяги силовой установки. Увеличение силы тяги возможно только при наличии избытка тяги.

Характеристики самолета при подъеме

Скорость, потребная для подъема. Скоростью, потребной для подъема самолета V_под называется скорость, необходимая для создания подъемной силы, уравновешивающей составляющую веса, перпендикулярную траектории подъема на данном угле атаки.

Определяется из следующего уравнения: У=G cos= C_y V²_под/2 S. Отсюда:

V_под ==V_гп.

Здесь V_гп – скорость горизонтального полета.

При одинаковых углах атаки скорость при подъеме несколько больше, чем в горизонтальном полете, так как cosθ< 1.

При подъеме с углом , не превышающим 20 – 25°, можно считать, что скорость, потребная для подъема, равна скорости, потребной для горизонтального полета.

Тяга, потребная для подъема. Тяга, необходимая при подъеме самолета на данном угле атаки, называется потребной тягой для подъема.

Из условия равномерности движения :

Если выполнять подъем самолета на тех же углах атаки, что и горизонтальный полет, уравнение можно записать так:

Из формулы следует, что для выполнения подъема требуется большая тяга, чем для горизонтального полета.

Избыток тяги Р при подъеме используется для уравновешивания составляющей силы веса G₂. Поэтому:

Этот вывод подтверждают кривые Жуковского (Рисунок6.2).

Если избыток тяги равен нулю (например, на максимальной скорости), то установившийся подъем самолета невозможен.

Мощность, потребная для подъема. Мощность, необходимая для обеспечения подъема самолета на данном угле атаки, называется потребной мощностью подъема.

Избыток мощности N представляет собой разность между располагаемой и потребной мощностями, определяется на графике потребных и располагаемых мощностей (см. Рисунок 6.3).

Из анализа кривых Жуковского следует, что при одинаковой скорости полета потребная мощность для набора высоты больше, чем для горизонтального полета на величину избытка мощности ΔN.