Тема 2.6. Режим планирования самолета

Планированием называется прямолинейное и равномерное движение самолета по наклонной вниз траектории.

Планирование есть случай снижения самолета с выключенным двигателем или двигателем, работающим на малых оборотах.

Снижение может производиться как при наличии тяги, так и при ее отсутствии. Моторное снижение выполняется с целью подвода самолета к земле и последующей посадки. Благодаря использованию тяги двигателей значительно уменьшается вертикальная скорость, увеличивается дальность снижения. В случае необходимости выполняется скоростное (экстренное) снижение, а также уход на второй круг.

При планировании на самолет действуют сила веса самолета G и полная аэродинамическая сила R.

Сила веса G направлена вертикально вниз и раскладывается на две составляющие: в направлении, перпендикулярном траектории движения - , и в направлении движения самолета .

Здесь _пл– угол планирования самолета.

Полная аэродинамическая сила R раскладывается на:

- подъемную силу У, уравновешивающую силу G₁;

- силу лобового сопротивления, уравновешивающую силу G₂.

Линии действия всех сил, действующих на самолет, пересекаются в его центре тяжести.

Все силы должны быть взаимно уравновешены, и самолет в этом случае будет двигаться по инерции (Рисунок8.1).

Рисунок8.1 Схема сил, действующих на самолет при планировании

Условием прямолинейности движения является равенство сил Y и G₁:

Условием равномерности движения является равенство сил G₂ и X:

При отсутствии тяги уравнения движения при планировании будут иметь вид:

,

Полная аэродинамическая сила R при планировании всегда направлена вверх и равна полетному весу самолета:

Из уравнений можно сделать следующие выводы:

1. Подъемная сила меньше, чем в горизонтальном полете на том же угле атаки;

2. Составляющая силы веса G₂ при планировании выполняет роль тяги. Если угол планирования увеличивается, то сила G₂ тоже увеличивается, что вызывает увеличение скорости движения.

Характеристики планирования

Потребная скорость планирования. Потребной скоростью планирования называется скорость, необходимая для создания подъемной силы, равной составляющей веса самолета G cos :

Максимальная скорость планирования может превышать максимальную скорость горизонтального полета.

Предельная скорость полета самолета на планировании - это скорость установившегося пикирования на угле атаки нулевой подъемной силы:

Предельная скорость планирования при отвесном пикировании превышает максимальную скорость горизонтального полета почти в 3 раза. На практике ее достичь невозможно из-за ограничения прочности самолетов.

Угол планирования. Угол, образованный вектором скорости (траекторией) планирования и линией горизонта, называется углом планирования _пл (см. Рисунок 8.1).

Для определения угла планирования запишем уравнения движения самолета в следующем виде:

G Sinθ =X;

GCos=Y

Разделив первое равенство на второе, получим:

Сравнивая данную формулу с формулой аэродинамического качества, можно сделать вывод, что угол планирования равен углу качества: _пл=_кач..

Из формулы видно, что угол планирования зависит только от аэродинамического качества самолета.

Минимальный угол планирования достигается при наивыгоднейшем угле атаки α_нв, когда аэродинамическое качество самолета достигает максимального значения:

Угол планирования можно определить графически по поляре самолета (если она построена в одинаковых масштабах для С_У и С_Х), проведя из начала координат вектор к соответствующей точке кривой (Рисунок3.22,а). Угол, образованный вектором и осью Су, покажет величину угла планирования.

Минимальный угол планирования _мин получим, проведя касательную к кривой из начала координат.

Так как качество самолета зависит только от угла атаки, то, следовательно, угол планирования от высоты полета и веса самолета не зависит.

Вертикальная скорость планирования. Высота, которую самолет теряет при планировании за единицу времени, называется вертикальной скоростью планирования (Рисунок 8.2):

Рисунок 8.2 Вертикальная скорость планирования.

Из 8.2 можно определить, что . Если раскрыть формулу, то получим:

.

Анализ формулы показывает, что минимальная скорость снижения может быть получена при планировании самолета на экономической скорости V_эк.

При увеличении полетного веса самолета вертикальная скорость планирования также увеличивается.

Увеличение высоты полета сопровождается уменьшением массовой плотности воздуха, скорость планирования увеличивается, вследствие чего возрастает вертикальная скорость снижения.

От величины вертикальной скорости зависит время снижения с данной высоты.

Задача. Определите аэродинамическое качество самолёта при планировании с углом θпл =45˚.

Задача. Самолёт планирует 6 минут со скоростью Vпл =360км/ч и за это время проходит путь, равный 18 км. Определите аэродинамическое качество самолёта.