Самолетовождение
|
Скачать 5.62 Mb.
|
|
Глава 6 СКОРОСТЬ ПОЛЕТА 1. Воздушная и путевая скорости Знание скорости полета необходимо как для пилотирования самолета, так и для целей самолетовождения. Полет самолета на скорости ниже минимальной приводит к потере устойчивости и управляемости. Увеличение скорости сверх допустимой связано с опасностью разрушения самолета. Для целей самолетовождения знание скорости полета необходимо для выполнения различных навигационных расчетов. Различают воздушную и путевую скорости самолета, измеряются они в километрах в час (км/ч). Воздушной скоростью V называется скорость самолета относительно воздушной среды. Эту скорость самолет приобретает под действием силы тяги двигателей. Воздушная скорость зависит от аэродинамических качеств самолета, его полетного веса и плотности воздуха. Ветер не оказывает влияния на ее величину и направление, которое при симметричной тяге двигателей совпадает с продольной осью самолета. Воздушная скорость измеряется указателем воздушной скорости. Путевой скоростью W называется скорость самолета относительно земной поверхности. На ее величину влияет ветер, который уменьшает или увеличивает скорость движения воздушного судна относительно земной поверхности. Путевую скорость самолета рассчитывают или измеряют с помощью специального прибора. 2. Ошибки указателя воздушной скорости Указатель воздушной скорости имеет инструментальные, аэродинамические и методические ошибки. Инструментальные ошибки ΔV возникают по тем же причинам, что и аналогичные ошибки высотомера. Они определяются путем сличения показаний указателя скорости с показаниями точно выверенного прибора, заносятся в график или таблицу и учитываются при расчете скорости. Аэродинамические ошибки ΔVa возникают вследствие искажения воздушного потока в том месте, где установлен приемник воздушного давления. Характер и величина этих ошибок зависят от типа самолета, места установки приемника воздушного давления и скорости полета. При больших скоростях поток воздуха вокруг самолета искажается. Вследствие этого воспринимаемое приемником давление оказывается неправильным и в показаниях указателя скорости возникают аэродинамические ошибки. На скоростных самолетах они могут достигать 30—40 км/ч. Аэродинамические ошибки определяются на заводе при выпуске самолета и заносятся в специальный график или таблицу поправок. На некоторых самолетах для упрощения учета поправок указателя скорости составляется таблица суммарных поправок, учитывающая инструментальные и аэродинамические ошибки. Методические ошибки возникают вследствие несовпадения фактической плотности воздуха с плотностью, принятой при расчете шкалы указателя скорости. Принцип работы указателей скорости основан на измерении скоростного напора q, приближенное значение которого равно 0,5ρV2, т. е. скоростной напор является функцией, плотности воздуха р и воздушной скорости полета. При тарировке шкалы указателя скорости массовая плотность воздуха берется равной 0,125 кг·сек2/м4. Поэтому показания указателя скорости верны только при стандартной плотности воздуха, которая бывает у земли при давлении 760 мм рт. ст. и температуре +15°С. Фактическая плотность воздуха часто отличается от расчетной. С увеличением высоты плотность воздуха уменьшается, вследствие чего указатель скорости показывает скорость меньше истинной. Ошибка указателя скорости, зависящая от плотности воздуха, учитывается при помощи навигационной линейки по температуре воздуха и высоте полета, от значения которых, как известно, зависит плотность воздуха. Кроме того, эта ошибка может быть учтена путем приближенного вычисления в уме. Методические ошибки указателя скорости возникают также вследствие сжимаемости воздуха. При полете на скоростях более 350—400 км/ч воздух впереди самолета сжимается и его плотность увеличивается, что вызывает увеличение скоростного напора и, следовательно, завышение показаний указателя скорости. Учесть заранее эти ошибки при тарировке шкалы однострелочного указателя скорости нельзя, так как сжимаемость воздуха зависит не только от скорости полета, но и от плотности воздуха (высоты полета). Ошибки от сжимаемости воздуха, особенно на больших высотах, могут быть значительными (табл. 6.1) и поэтому их необходимо учитывать ори расчете скоростей. Таблица 6.1 Поправки к указателю скорости на сжимаемость воздуха (Δ Vсж, км/ч)
Поправки к указателю скорости на сжимаемость воздуха ΔVсж берутся из приведенной табл. 6.1 со знаком минус. Методические ошибки приводят к значительному расхождению приборной скорости с истинной, особенно при полетах на больших высотах и скоростях. Поэтому для скоростных и высотных самолетов разработаны двухстрелочные комбинированные указатели скорости, измеряющие как приборную скорость, которая используется для пилотирования самолета, так и истинную, используемую для целей самолетовождения. 3. Расчет истинной воздушной скорости по показанию однострелочного указателя скорости Истинная воздушная скорость по показанию однострёлочного указателя скорости рассчитывается по формуле Vи= Vпр+(±ΔV) + (±ΔVм), где Vпр — приборная воздушная скорость; ΔV — инструментальная поправка указателя воздушной скорости; ΔVМ — методическая поправка указателя воздушной скорости на изменение плотности воздуха. Рассмотренная формула применяется для расчета истинной скорости при полете на самолетах с поршневыми двигателями. Пример. Н760пр =3000 м; tH = — 10°; Vпр = 300 км/ч; ΔV = + 5 км/ч. Определить истинную воздушную скорость. Решение. 1. Исправляем показание указателя воздушной скорости на инструментальную поправку: V  пр.испр = Vпр + (±ΔV) = 300 + ( + 5) =305 км/ч.2. Учитываем с помощью НЛ-10М (рис. 6.1) методическую поправку указателя воздушной скорости на изменение плотности воздуха и находим истинную скорость: Vи = 350 км/ч. 4. Расчет приборной воздушной скорости для однострелочного указателя скорости Приборная воздушная скорость рассчитывается для того, чтобы по указателю скорости выдерживать в полете, если это требуется, заданную истинную воздушную скорость. Приборная воздушная скорость рассчитывается по формуле Vпр = Vи— (± ΔVм) — (± ΔV). Пример. Н760пр=1500 м; tн = + 10°; Vн = 320 км/ч; ΔV= — 5 км/ч. Определить приборную воздушную скорость. Решение. 1. Исправляем истинную воздушную скорость по НЛ-10М на методическую поправку вследствие изменения плотности воздуха. Для этого температуру воздуха на высоте полета, взятую па шкале 11, необходимо подвести против высоты полета по шкале 12. Затем против истинной воздушной скорости, взятой по шкале 14, прочитать по шкале 15 исправленную скорость: Vпр испр = 295 км/ч. 2. Учитываем инструментальную поправку и определяем Vпр. Vпр= Vпр испр — (± Δ V) = 295 — (—5) = 300 км/ч. 5. Расчет истинной и приборной воздушной скорости в уме В полете не всегда имеется возможность рассчитать воздушную скорость с помощью навигационной линейки. Поэтому необходимо уметь приближенно рассчитать скорость в уме. Кроме того, такой расчет позволяет контролировать правильность инструментальных, вычислений и тем самым предотвращать в них грубые ошибки. Для приближенного расчета воздушной скорости в уме нужно запомнить методические поправки к указателю скорости на основных высотах полета. Обычно эти поправки даются в процентах от скорости полета (табл. 6.2). Таблица 6. 2 Методические поправки указателя скорости
При определении истинной скорости методические поправки прибавляются к скорости по прибору, а при определении приборной скорости вычитаются из заданной истинной скорости. Остальные поправки указателя скорости, если они имеются, учитывают-. ся при расчете скорости в уме по общим правилам. Пример. Н760пр = 3000 м; Vпр=300 км/ч. Опредлить истинную воздушную скорость расчетом в уме. Решение. 1. Находим величину методической поправки указателя скорости: для высоты 3000 м поправка равна 16% от приборной скорости, что составляет 45 км/ч. 2. Определяем истинную воздушную скорость: Vи = 300 + 45 = 345 км/ч. 6. Расчет истинной воздушной скорости по показанию широкой стрелки комбинированного указателя скорости На скоростных самолетах для измерения воздушной скорости устанавливается комбинированный указатель скорости КУС-1200. Его широкая стрелка показывает приборную воздушную скорость, а узкая — приближенное значение истинной воздушной скорости. Истинная скорость по показанию широкой стрелки КУС рассчитывается по формуле Vи = Vпр + ( ± Δ V) + ( ± Δ Va) +(- Δ Vсж) + ( ± ΔVм), где Vпр — показание широкой стрелки; ΔV — инструментальная поправка указателя скорости для широкой стрелки; ΔVa — аэродинамическая поправка указателя скорости; ΔVcж — поправка на сжимаемость воздуха; ΔVм— методическая поправка указателя скорости на изменение плотности воздуха. Пример. H760пр = 6000 м; показание широкой стрелки Vпр=400 км/ч; показание узкой стрелки Vпр-КУС = 535 км/ч; ΔV = + 6 км/ч; ΔVа = —20 км/ч; ΔVсж = —6 км/ч; показание термометра наружного воздуха на высоте полета tпр = —37°. Определить истинную воздушную скорость. Решение. 1. Находим по показанию узкой стрелки КУС поправку к показанию термометра наружного воздуха и определяем фактическую температуру на высоте полета. Поправка к показанию термометра определяется по специальной шкале (рис. 6.2.). Она учитывает нагревание приемника электрического термометра ТНВ-15 в заторможенном потоке. Фактическая температура воздуха на высоте полета tн=tпр—Δt. Для данного примера tΔ=5°. Следовательно, tн = — 37°—5°= —42° 2. Определяем по таблице поправки ΔV, ΔVа и ΔVсж (в примере они даны в условии). Приборные (для широкой и узкой стрелок) и аэродинамические поправки комбинированного указателя скорости приведены в табл. 6.3. 3. Определяем приборную исправленную скорость: Vпр.испр = Vпр+ (± ΔV) + (± ΔVа) + (-ΔVсж)= 400 + (+6) + (-30) + (-6) = 380 км/ч. 4. Учитываем с помощью НЛ-10М методическую поправку на изменение плотности воздуха и определяем истинную скорость: Vист = 500 км/ч. Методическая поправка для показания широкой стрелки КУС на НЛ-10М учитывается так же, как и для показания однострелочного указателя скорости (см. рис. 6.1).  Рис. 6.2. Шкалы поправок к показаниям ТНВ-15 7. Расчет истинной воздушной скорости по узкой стрелке КУС Узкая стрелка КУС связана с дополнительным механизмом, состоящим из блока анероидных коробок, который автоматически вводит методическую поправку на изменение плотности воздуха с высотой полета, если температура воздуха изменяется с высотой в соответствии со стандартной атмосферой. Поэтому при температуре на высоте полета, не соответствующей расчетной, узкая стрелка будет указывать истинную скорость с некоторой погрешностью. Кроме того, узкая стрелка показывает воздушную скорость, автоматически учитывая поправку на сжимаемость воздуха. Таблица 6.3 Приборные и аэродинамические поправки комбинированного указателя скорости
Таким образом, при расчете истинной скорости по узкой стрелке КУС необходимо иметь инструментальную, аэродинамическую и методическую температурную поправки. Истинная воздушная скорость по узкой стрелке КУС рассчитывается по формуле: Vи = V пр.КУС + (±Δ V )+ (±Δ Vа) + (±ΔVt), где Vпр.кус — показание узкой стрелки; Δ V — инструментальная поправка указателя для узкой стрелки; Δ V а — аэродинамическая поправка указателя скорости; ΔVt — методическая температурная поправка указателя скорости. Пример.Н760пр=5100 м; Vпр. КУС=510км/ч; Vпр=396 км/ч; ΔV=+6 км/ч;ΔVа = —20 км/ч; показание термометра наружного воздуха на высоте полета tпр= —32°. Определить истинную воздушную скорость. Решение. 1. Находим по показанию узкой стрелки КУС поправку к показанию термометра наружного воздуха и определяем фактическую температуру на высоте полета: Δt=4°; tH = —32°—4°= — 36°. 2. Определяем по таблице поправки Δ V и Δ V а (в примере поправки указаны в условии). Аэродинамическая поправка находится по показанию широкой стрелки КУС. На некоторых самолетах составлены таблицы, в которых указаны суммарные поправки отдельно для широкой и узкой стрелок КУС. 3. Определяем исправленную скорость для узкой стрелки КУС: V пр.КУСиспр = V пр.КУС + (±ΔV ) + (±ΔV ) = 500 + (+ 6) + (— 20) = 486 км/ч. 4. Учитываем с помощью НЛ-10М методическую температурную поправку и определяем истинную скорость. Для этого необходимо температуру воздуха на высоте полета, взятую по шкале 11, подвести против высоты полета по красной шкале 13. Затем против приборной исправленной скорости, взятой по шкале 15, прочитать по шкале 14 истинную скорость V и=470 км/ч. 8. Расчет показания широкой стрелки КУС для заданной истинной скорости Приборная скорость для широкой стрелки КУС рассчитывается по формуле V пр = V и-(± Δ V м)-(-Δ V сж)-(± Δ V а)-(± Δ V). Пример Н760пр= 6600 м; Vи = 500 км/ч; температура воздуха на высоте полета tн= —40°; ΔV= +5 км/ч; ΔVа= —18 км/ч; Δ Vсж= —5 км/ч. Определить приборную скорость для широкой стрелки КУС. Решение. 1. Исправляем с помощью НЛ-10М истинную скорость на методическую поправку вследствие изменения плотности воздуха. Для этого необходимо температуру воздуха на высоте полета, взятую по шкале 11, подвести против высоты полета по шкале 12. Затем против истинной воздушной скорости, взятой по шкале 14, прочитать по шкале 15 исправленную скорость: Vпp испр = 365 км/ч. 2. По полученной исправленной скорости определяем по таблицам поправки Δ V, Δ V а и Δ V сж (в примере поправки указаны в условии). 3. Рассчитываем приборную скорость: Vпр=Vпр.испр -(- ΔV сж) - (± ΔVа)- (± ΔV)= 365-(-5)-(-18) -(+5) = 383 км/ч. |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||