Турбогвинтовий літак у польоті - Стор 5
У деяких випадках, наприклад, при технічних несправностях, виникає необхідність польоту літака з випущеним шасі. Додатковий аеродинамічний опір, створюваний випущеним шасі, і обмеження швидкості польоту (швидкість польоту з випущеним шасі значно менше крейсерської) призводять до істотного збільшення кілометрових витрат і відповідного зменшення дальності польоту. Наприклад, дальність польоту сучасного турбогвинтового літака з випущеним шасі зменшується в середньому на 25%.
Аеродинамічний опір літака в польоті також залежить від якості технічного обслуговування. Потрібна потужність двигунів та витрата палива на заданих висоті та швидкості польоту знаходяться у прямій залежності від аеродинамічного опору літака. Дрібні джерела опору можуть значно скоротити дальність та тривалість польоту. Аеродинамічний опір особливо збільшується за рахунок підвищення опору тертя внаслідок недбалого технічного обслуговування літака. При цьому підвищення аеродинамічного опору чинить
Мал. 2.24. Вплив зміни аеродинамічного опору літака на потрібну тягу двигунів і дальність польоту (вгорі – залежність потрібної тяги двигунів від швидкості польоту при постійній висоті та різному аеродинамічному опорі літака; внизу – зменшення дальності польоту при збільшенні аеродинамічного опору літаків та літаків)
істотний вплив на витрату палива не тільки на максимальних, а й на крейсерських швидкостях польоту.
Опір тертя значною мірою залежить стану прикордонного шару на крилі. При переходіламінарного шару в турбулентний місцевий опір тертя збільшується в кілька разів. У разі виникнення
Розділ II. Турбогвинтовий літак у польоті
шорсткості на крилі зона переходу ламінарного шару в турбулентний наближається до передньої кромки крила, розширюючи турбулентну зону і збільшуючи аеродинамічний опір літака. Тому при обслуговуванні літака технічний склад повинен прагнути завжди зберігати гладку обшивку крила.
Аеродинамічний опір літака збільшується також при лущенні та пошкодженні фарби, а також при недбалому забарвленні крила та фюзеляжу.
Внаслідок нещільного прилягання капотів, стулок, лючків та пошкодження їх ущільнювальних прокладок також збільшується аеродинамічний опір літака і особливо різко при недбалому ремонті обшивки та порушенні нівелювання літака при стикуванні крил та хвостового оперення після ремонту.
При погіршенні обтічні літака в польоті доводиться підтримувати більший режим двигунів, ніж необхідно для заданої швидкості. Це викликає додаткову витрату палива.
На витрату палива в польоті може дуже істотно вплинути якість регулювання командно-паливних агрегатів двигунів. Після заміни або регулювання командно-паливних агрегатів необхідно перевірити на землі та в польоті витрати палива кожним двигуном та домогтися, щоб на кожному з режимів роботи всі двигуни витрачали однакову кількість палива.
Якщо льотчик зауважив, що витрата палива в польоті більша за нормальне, то, повернувшись з польоту, він зобов'язаний доповісти про це для усунення причини, що викликала завищені витрати палива.
Дальність та тривалість польоту при відмові двигунів
Сучасні чотирирухові турбогвинтовіЛітаки дозволяють продовжувати горизонтальний політ при відмові одного і двох двигунів. При цьому гвинти двигунів, що не працюють, повинні бути введені у флюгерне положення.
Якщо висота польоту менша за практичну стелю для даної політної ваги, то на чотирируховому літаку при відмові одного двигуна і флюгуванні його повітряного гвинта крейсерський політ слід продовжувати на висоті, дещо меншій від тієї, на якій відмовив двигун. Так, наприклад, при відмові одного двигуна на одному з турбогвинтових літаків на висоті 8000 м-коду при польотній вазі 59 т доцільно продовжувати крейсерський політ на висоті 7000 м-код без зміни істинної крейсерської швидкості. При цьому кілометрова витрата палива збільшиться з 3,72 до 3,81 кг/км, а вартовий - з 2050 до 2100 кг/год, тобто дещо більше, ніж на 2%. Відповідно підвищенню кілометрових та годинних витрат зменшаться дальність та тривалість польоту.
Якщо двигун відмовив на висоті менше 7000 м і політ продовжувати на цій висоті можна, це означає, що і при трьох двигунах, що працюють, літак зможе подолати дальність, розраховану для чотирьох двигунів.
Сучасний чотирируховий турбогвинтовий літак може продовжувати горизонтальний політ і при двох вимкнених двигунах і зафлюгованих гвинтах при польотній вазі, розрахованій на чотири працюючі двигуни, але на значно менших висотах. При цьому кілометрові витрати значно збільшаться, а дальність польоту зменшиться. Так, наприклад, при відмові двох двигунів на турбогвинтовому літаку з польотною вагою 59 г на висоті 8000 м-код для досягнення максимальної дальності рекомендується знизитися до висоти 2500 м². На цій висоті кілометрова витрата становить 4,6 кг/см , тобто на 26% більше,
ніж на вихідній висоті 8000м, пропорційно зменшиться і дальність польоту. Годинна ж витрата палива зменшиться з 2050 до 1950 кг/годину, або на 5%, тобто тривалість польоту практично не зміниться. Зниження годинної витрати відбувається внаслідок вимкнення двох двигунів та зменшення швидкості польоту менш крейсерської.
Політ «по стелі»
Максимальна дальність на турбогвинтовому літаку досягається при польоті на висотах, близьких до практичної стелі, яка за інших рівних умов визначається польотною вагою літака.
Так як вага літака в польоті зменшується, то практична стеля літака збільшується, кілометрова витрата палива зменшується пропорційно до польотної ваги. Таким чином, у міру вигоряння палива можна постійно збільшувати висоту польоту і зменшувати кілометрові витрати палива, що зрештою збільшує практичну дальність польоту.
Політ із поступовим набором висоти для досягнення мінімальних кілометрових витрат палива та максимальної дальності називається польотом «по стелі» (рис 2.25).
Яку вигоду приносить політ «по стелях» не тільки у звичайних умовах, але навіть і при відмових, розглянемо на прикладі чотирирухового турбогвинтового літака з одним двигуном, що відмовив, на висоті польоту 7000 м . У міру вигоряння топлива літак поступово набиратиме висоту з вертикальною швидкістю 250 м за 1 годину польоту. Якщо при польотній вазі 59 т після відмови двигуна на висоті 7000 м і крейсерській швидкості кілометрова витрата палива становить 3,81 кг/км, то після 6 години польоту, коли літак досягне висоти 8500 м і його політна вага зменшиться, кілометрова витрата палива
Мал. 2.24. Збільшення дальності при польоті по стелі
Розділ II. Турбогвинтовий літак у польоті
знизиться до3,15 кг/км а середня кілометрова витрата складе 3,48 кг/км. Якщо ж літак продовжував би політ без набору висоти, то через 6 годину польоту його кілометрова витрата склала б 3,38 кг/км, а середня кілометрова витрата дорівнювала б 3,60 кг/км. В цьому випадку при польоті «по стелі» кілометрові витрати на 3% менші, ніж при горизонтальному польоті. При польоті «по стелі» протягом 6 годин зі справжньою швидкістю 550 км/год дальність збільшується приблизно на 120 км у порівнянні з горизонтальним польотом за тих же умов. Політ «по стелі» вигідний і при нормальній роботі всіх двигунів, але виконувати його рекомендується на висотах нижче практичної стелі на 500 - 600 м .
Природно, що політ «по стелі» може бути здійснений за умов, що дозволяє виконувати такий політ.
Збільшення витрати палива під час польоту в строю
При польоті строю витрата палива збільшується проти витратою палива одиночним літаком. Це відбувається з різних причин. Головні з них — необхідність витримувати своє місце в строю та підвищену витрату палива під час маневрування групи літаків.
Літаки при польоті в строю не можуть витримувати однакову швидкість. Іноді ведені змушені важелями управління двигунами зменшувати чи збільшувати подачу палива, щоб зберегти своє місце у строю. Тому на веденому літаку витрата палива завжди більша, ніж. на провідному.
Практика експлуатації турбогвинтових двигунів показує, що витрата палива під час роботи двигунів на зменшеному режимі не може компенсувати витрату палива на підвищеному режимі. Цю особливість польоту строєм завжди потрібно враховувати, особливо при далеких перельотах.
Для попередження перевитрати палива веденими ведучий повинен точно витримувати заданушвидкість польоту, а ведені повинні плавно, без різких переміщень важелів управління двигунами, змінювати швидкість польоту.
На витрату палива веденими літаками істотно впливає щільність ладу. Чим більше розосереджені літаки по фронту та в глибину, тим менше коливання швидкості польоту провідного літака впливають на витрату палива ведених літаків.
Значно відрізняються витрати палива на ведених літаках під час збирання і розпуску групи літаків у районі аеродрому, особливо у складних метеорологічних умовах, і навіть при маневрі строєм. При розвороті колони літаків зовнішні ведені літаки змушені літати за більшим радіусом і більшою швидкістю, ніж ведучі.
При цьому швидкість зовнішніх ведених літаків має бути тим більшою, чим більший радіус розвороту. Для збільшення швидкості необхідно підвищити потужність двигунів, тобто збільшити витрату палива. Час розвороту колони літаків досить великий - 20 - 30 хв. Тому для рівномірної витрати палива у правих та лівих ведених рекомендується при прокладанні маршруту польоту по можливості чергувати праві та ліві розвороти.
При польоті турбогвинтових літаків строєм практична дальність приблизно на 5 - 7% менше, ніж у одиночного літака. Крім того, на дальність польоту ладу літаків впливає висота практичної стелі польоту. Лад літаків не може летіти на такій же граничній висоті, як одиночний літак. Якщо політ здійснюється на висоті, близькій до практичної стелі одиночного
літака, то дальність польоту літаків строєм буде меншою за дальність одиночного літака.
На скорочення дальності польоту деякий вплив може вплинути на найвигіднішу скоропідйомність при польоті строєм, внаслідок чого збільшуютьсячас набору заданого ешелону польоту та витрата палива. Однак при наборі висоти на маршруті зниження скоропідйомності трохи зменшує дальність польоту.
ПРАКТИЧНИЙ РОЗРАХУНОК ДАЛЬНОСТІ ТА ПРОДОЛЖНОСТІ ПОЛЬОТУ
У період льотних випробувань літака підбираються найвигідніші режими польоту та роботи двигуна, що забезпечують максимальну дальність та тривалість польоту. Витрата палива заміряють за допомогою об'ємних лічильників палива з точністю до 1-2%, потім витрати палива перевіряються у тривалих контрольних польотах на дальність та тривалість. Такі польоти проводять за вибраним протарованим маршрутом. Вартові та кілометрові витрати, визначені при випробуваннях, наводяться до стандартних умов. З цих випробувань складаються інструкції з розрахунку дальності і тривалості польоту.
Практичний розрахунок дальності польоту складається з кількох послідовних етапів. Насамперед необхідно відповідно до отриманого завдання визначити профіль польоту — простий чи змінний. Профіль вважається простим, якщо літак набирає задану висоту, здійснює на ній політ до заданого пункту, а потім знижується і здійснює посадку, і змінним, якщо висота польоту в дорозі змінюється один або кілька разів (рис. 2.26). Потім профіль польоту слід розбити на ділянки, кожен із яких відповідає певній висоті польоту. На малюнку профіль польоту має дві ділянки: перша ділянка відповідає польоту на висоті Н1 друга - на висоті Н2. Далі встановлюється швидкість польоту кожної горизонтального ділянки шляху.
Мал. 2.26. До розрахунку дальності польоту
Розділ II. Турбогвинтовий літак у польоті
Як правило, при польоті на максимальну дальність швидкість польоту повинна відповідати крейсерськійшвидкості.
За табличними даними, наведеними в інструкції, визначають витрату палива на землі, на зліт та посадку, набір та зниження. Кілометровий та годинний витрати палива для першої та другої горизонтальних ділянок визначають за середньою польотною вагою G ср , що дорівнює половині суми польотних ваг літака на початку G н і кінці ділянки G до :