Схема сил и уравнение движения на посадке

Заход на посадку, и, посадка самолета

Перед заходом на посадку производится расчет элементов захода на посадку с учетом посадочной массы, центровки, сос­тояния ВПП, скорости и направления ветра, температуры и атмос­ферного давления на аэродроме, V_зп , посадочной скорости са­молета (рис.25).

Обычно заход на посадку до ВПР при автоматическом управ­лении контролирует, а при директорном выполняет второй пилот. Командир ВС управляет скоростью, осуществляет контроль за выдерживанием режимов захода на посадку, принимает решение и выполняет посадку.

В процессе автоматического захода на посадку пилоты должны держать руки на штурвале, ноги должны находиться на педалях для того, чтобы быть готовыми к переходу на ручное управление самолетом, особенно когда один из пилотов занят выполнением других операций.

При автоматическом заходе на посадку на высоте круга включается режим «Стабилизация высоты» автопилота. Устанавливается на задатчике высоты радиовысотомера ВПР (или 60м, если ВПР более 60м). Уменьшается скорость до 410-430км/ч Пр и дается команда бортинженеру «Шасси выпустить». После вы­пуска шасси устанавливается скорость 390-410км/ч Пр. На этой скорости выпускаются предкрылка на 25°, а закрылки на 15°. Скорость уменьшается в процессе выпуска-механизации до 350-360км/ч Пр. На этой скорости выполняется третий разворот (см. рис. 25).

Выпуск закрылков в предкрылков следует производить в прямолинейном полете. Если в процессе выпуска механизации крыла самолет начнет крениться, необходимо приостановить выпуск переключателем резервного управления закрылками, устра­нить крен поворотом штурвала и выполнить посадку с механиза­цией крыла в том положении, при котором началось кренение самолета. После выполнения третьего разворота на скорости 350-330км/ч выпустить закрылки на 30° и уменьшить скорость полета до 320-300км/ч Пр. Скорость сваливания при массе 175т и механизации 30°/25° V_св =226км/ч Пр. При этом самолет хорошо устойчив в управляем. Четвертый разворот выполняется на скорости 320-300км/ч Пр. Перед входом в глиссаду, за 3-5км (в момент отшкаливания планки), следует установить на УЗС AT скорость 280км/ч Пр и при уменьшения скорости до 300км/ч Пр дать команду второму пилоту «Механизация 40°/35°». Если скорость выпуска больше рекомендованной, то закрылки выпускаются лишь на 33°.

В процессе выпуска механизации крыла необходимо контро­лировать работу АПС, который должен обеспечивать положение руля высоты, близкое к нейтральному. После полного выпуска закрылков, перед входом в глиссаду, установить на УЗС AT значение скорости захода на посадку (табл.21).

Снижение на посадку по глиссаде следует выполнять на постоянной скорости вплоть до высоты начала выравнивания. При снижении по глиссаде пользоваться стабилизатором не ре­комендуется. В случае необходимости им можно обеспечивать продольную балансировку до погасания пневмосигнализатора «Переставь стаб.»

На глиссаде второй пилот докладывает командиру ВС об отклонении скорости от расчетной, если разница более 10км/ч.

На высоте менее 100м нужно особенно внимательно следить за вертикальной скоростью снижения. При пролете ДПРМ оцени­вается возможность продолжения захода на посадку до ВПР. Отклонения самолета от заданной траектории по курсу и глис­саде не должны превышать одной точки по шкале ПНП. Высота пролета ДПРМ должна соответствовать значению, установленному для данного аэродрома. Углы крена недолжны превышать 8° после вписывания в равносигнальную линию курса.

После входа в глиссаду при включении AT контролируется перемещение РУД бортинженером. При достижении высоты, на 40-60м превышающей ВПР, второй пилот докладывает: «Оценка».

На высоте, на 40-50м превышающей ВПР, командир ВС дает команду второму пилоту: «Держать по приборам» и начинает уста­навливать визуальный контакт с наземными ориентирами. Устано­вив визуальный контакт с наземными ориентирами и определив возможность выполнения посадки, сообщает экипажу: «Садимся».

Если до достижения ВПР положение самолета будет оценено как непосадочное, командир ВС нажимает кнопку «2-й круг» и одновременно сообщает экипажу: «Уходим».

Выравнивание начинается на высоте не ниже 8-12м. В про­цессе выравнивания, убедившись в точности расчета, на Н≤5м дает команду бортинженеру: «Малый газ». Уборка РУД на малый газ до начала выравнивания может привести к потере скорости и грубой посадки.

Во время снижения при болтанке в предполагаемом сдвиге ветра скорость полета по глиссаде следует увеличивать пропор­ционально порывам ветра у земли, но не более чем на 20км/ч. При попадании самолета в интенсивный нисходящий поток, при­водящий к увеличению установленной вертикальной скорости сни­жения по вариометру на величину более 2,5м/с или при прираще­нии перегрузки по акселерометру более 0,4 единицы, а также, если для сохранения полета по глиссаде требуется увеличение режима двигателей до номинального, необходимо установить дви­гатели на взлетный режим, уйти на второй круг.

Снижение самолета с высоты 15м и до начала выравнивания следует производить по осевой линии ВПП на соответствующих полетной массе самолета и условиям полета постоянных вертикальных и поступательных скоростях; осуществлять визуальное наблю­дение за землей для оценки и выдерживания угла снижения и на­правления полета. Отклонения органов управления на этом этапе доданы быть небольшие по амплитуде, действия упреждающие, чтобы не вызвать поперечного и продольного раскачивания само­лета. Необходимо следить, чтобы самолет прошел над порогом ВПП на установленной высоте, с подобранным курсом на расчетной приборной и вертикальных скоростях.

По мере уменьшения высоты полета все большее внимание следует уделять определению высоты начала выравнивания как глазомерно, так и по радиовысотомеру, которая составляет 8-12м. При увеличении вертикальной скорости пропорционально следует увеличивать высоту начала выравнивания. На выравни­вании необходимо сосредоточить внимание на визуальном опреде­лении расстояния до поверхности ВПП (взгляд направлен вперед на 50-100м, скользит по поверхности ВПП) и на выдерживании самолета без кренов и скольжения. На высоте начала выравни­вания следует плавно взять штурвал за себя для увеличения угла тангажа. При этом увеличивается угол атаки крыла и подъем­ная сила, которая приводит к уменьшению вертикальной скорости снижения. Самолет продолжает движение по криволинейной траек­тории (рис. 26).

Величина отклонения штурвальной колонки в значительной мере зависит от скорости полета и центровки самолета. При пе­редней центровке и меньшей скорости величина отклонения штурвальной колонки больше, при задней центровке и большей скорос­ти — меньше.

В посадочной конфигурации запрещается дросселировать двигатели до высоты начала выравнивания, т.к. это способст­вует быстрому увеличению вертикальной скорости в уменьшении поступательной скорости. Уменьшение режима работа двигателей до малого газа следует начинать в процессе дальнейшего сниже­ния. В процессе выравнивания РУД ставится в положение «МГ» (Н≤5м).

С приближением самолета к поверхности ВПП начинает ска­зываться эффект близости земли, который также увеличивает подъемную силу и уменьшает вертикальную скорость снижения. Учитывая влияние изменения балансировки придросселировании двигателей и влияние эффекта близости земли, необходимо задерживать отклонение штурвала на себя.

После приземления передняя опора плавно опускается. В процессе опускания передней опоры командир ВС дает команду бортинженеру: «Спойлеры, реверс». После опускания передней опоры самолета включается управление поворотом колес передней опоры от педалей.

Рис. 28. Предпосадочное снижение самолета

Рис. 27. Схема захода на посадку согласно ЕНЛГС

Торможение колес шасси применяется сораз­мерно длине ВПП.

По мере уменьшения скорости пробега эффективность руля направления уменьшается, а эффективность поворота передних колес возрастает. Самолет обладает хорошей устойчивостью и, как правило, сам сохраняет направление пробега. Стремление к развороту зачастую свидетельствует о несинхронном торможе­нии, которое может иметь место по различным причинам.

При скорости не менее 100км/ч реверс тяги выключается.

В случае крайней необходимости по усмотрению командира ВС разрешается использовать реверс тяги до полной остановки са­молета. После такой посадки двигатели тщательно осматривается.

Скорости на посадке

Дата добавления: 2015-04-05 ; просмотров: 6367 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Аэродинамика самолета

ПОСАДКА САМОЛЕТА

Посадка является завершающим этапом полёта и представляет собой замедленное движение самолета с высоты 25 м до полной остановки после пробега по земле. Посадка самолета, как правило, состоит из следующих этапов (Рис. 1):

Рис. 1 Схема посадки самолета

Рис. 2 Схема «круга» над аэродромом перед посадкой

Посадка — сложный и ответственный маневр, завершающий полет. Ему предшествуют выход к аэродрому и заход на посадку.

Маневр захода на посадку производится в непосредственной близости к аэродрому и имеет целью подготовку самолета к выполнению посадки. При визуальном заходе на посадку нормальным является движение самолета по прямоугольному маршруту, представляющему сочетание отрезков прямых и разворотов на 900 — так называемый ”круг” (“коробочка”). “Круг” перед посадкой выполняется на определенной для каждого типа летательных аппаратов высоте.

Расчетными являются 3-й и 4-й развороты, выполняя которые на определенной высоте и точке маршрута, летчик производит предварительный расчет на посадку. Уточнение расчета на посадку, учет ветра производятся на участке от 3-го и 4-го разворота. После 4-го разворота самолет должен двигаться вдоль оси взлетно-посадочной полосы (ВПП). До высоты 50 м должны быть выпущены закрылки (щитки), шасси, установлена необходимая скорость по траектории снижения и летчик должен быть убежден в точности расчета. С высоты 30 м летчик переносит взгляд на землю. Начинается выполнение первого этапа посадки — планирование.

ПЛАНИРОВАНИЕ САМОЛЕТА ПРИ ПОСАДКЕ

Посадка самолета начинается со снижения самолета. Угол установившегося планирования определяется по формуле

(8.1)

Предпосадочное планирование выполняется с выпущенными шасси и закрылками (щитками), поэтому аэродинамическое качество невелико. Угол планирования и вертикальная скорость при этом значительно увеличиваются, что усложняет технику выполнения выравнивания. При наличии тяги угол планирования и вертикальная скорость уменьшаются, поэтому на современных скоростных самолетах планирование осуществляется, как правило, с некоторой тягой, тем более что в этом случае облегчается уход на второй круг.

При планировании летчик рассчитывает место приземления. Для этого сразу же после четвертого разворота летчик устанавливает заданную скорость планирования и наклон траектории планирования. Прямолинейное снижение выводит самолет в точку начала выравнивания (точка А на Рис. 1), находящуюся на высоте м. Положение прямой А В (траектории снижения) относительно посадочной полосы задается расстоянием х, определяющим удаленность точки В от края ВПП. Для каждого типа самолета, планера величина х связана с их аэродинамическими характеристиками и в первую очередь с аэродинамическим качеством. На планировании перед посадкой желательно, чтобы скорость по траектории и вертикальная скорость снижения были по возможности уменьшены. С этой целью применяются закрылки, щитки или другие виды механизации крыла, которые увеличивают коэффициент подъемной силы и уменьшают потребную скорость планирования. Тем самым упрощается техника выполнения посадки и повышается ее безопасность.

При увеличении веса самолета увеличивается его скорость по траектории. Угол планирования при этом практически остается неизменным.

Планирование самолета до высоты начала выравнивания является одним из ответственных этапов в обеспечении нормальной посадки.

Практикой установлено, что наибольшее количество ошибок в технике пилотирования совершено на этапе предпосадочного планирования и при выходе из него. Основной причиной этих ошибок является то обстоятельство, что летчик, отвлекая внимание от пилотирования самолета для наблюдения за землей, уточнения расчета на посадку и правильности захода по оси посадочной полосы, теряет скорость и нарушает координацию отклонения рулей.

ВЫРАВНИВАНИЕ

Выравнивание представляет собой процесс перехода от прямолинейного равномерного снижения к траектории горизонтального полета в конце выравнивания. При подходе к высоте начала выравнивания (которая определяется визуально и составляет 8-10 м) летчик, отклоняя ручку управления на себя, увеличивает угол атаки самолета, создавая тем самым дополнительную подъемную силу DУ, которая искривляет траекторию.

Рис. 3 Схема сил, действующих на самолет при выравнивании и выдерживании

Увеличение угла атаки сопровождается увеличением силы лобового сопротивления, вследствие чего происходит уменьшение поступательной скорости. Другой причиной уменьшения поступательной скорости является уменьшение составляющей силы веса G2 из-за уменьшения угла наклона траектории (Рис.).

Выравнивание заканчивается на высоте 0,75-1,0 м. Траектория этого маневра при постоянной подъемной силе (У + DУ) представляет собой кривую, близкую к окружности.

ВЫДЕРЖИВАНИЕ

Выдерживание производится для уменьшения скорости до посадочной и представляет собой торможение самолета в горизонтальном полете (схема сил показана на Рис.). При выдерживании самолет летит горизонтально, так как У = G, а скорость полета уменьшается из-за того, что сила лобового сопротивления ничем не уравновешена и тормозит движение. Для поддержания заданной высоты над поверхностью аэродрома по мере падения скорости летчик соразмерно, взятием ручки на себя, увеличивает угол атаки (т. е. Су), что позволяет сохранить подъемную силу, а следовательно, и прямолинейность траектории.

В момент, когда угол атаки окажется равным посадочному (a=aпос), дальнейшее его увеличение прекращают. Скорость полета при выдерживании, соответствующая этому моменту, называется посадочной. В процессе выдерживания самолет снижается до высоты 0,25-0,30 м. После этого начинается парашютирование, при котором У СУотр, поскольку используется больший угол отклонения закрылков (щитков), а, кроме того, перед самым приземлением нет необходимости иметь запас угла атаки, как после отрыва.

Из формулы (8.2) следует, что зависимость посадочной скорости от веса самолета, атмосферных условий и коэффициента подъемной силы такая же, как и скорости отрыва.

ПРОБЕГ САМОЛЕТА

Пробег самолета является заключительным этапом посадки. После касания земли самолет совершает пробег на основных колесах шасси (для самолетов с носовым колесом), после чего летчик плавно опускает носовое колесо и начинает торможение основных колес. У самолетов с хвостовым колесом посадка совершается на все три точки и торможение основных колес производится с таким расчетом, чтобы не было капотирования самолета.

Главной характеристикой пробега является его длина. Длиной пробега LПР называется расстояние, проходимое самолетом по земле от момента приземления до полной остановки.

Движение самолета на пробеге является равнозамедленным с некоторым средним замедлением УСР.

На пробеге кроме непрерывно уменьшающихся аэродинамических сил У и Q на самолет действует сила трения колеса о землю F=F1+F2 (Рис. 4).

По мере уменьшения скорости подъемная сила и сила лобового сопротивления уменьшаются, а силы реакции земли N1 и N2 увеличиваются.

Уравнение движения самолета при пробеге можно записать

(8.3)

Рис. 4 Схема сил, действующих на самолет при пробеге

Силами, замедляющими движение на пробеге, как следует из формулы (8.3), являются сила трения колес о землю F и сила лобового сопротивления Q. Длина пробега определяется по формуле

(8.4)

Из формулы (8.3) можно найти

(8.5)

Из анализа формул видно, что для уменьшения длины пробега необходимо уменьшать посадочную скорость (Vпос) или увеличивать тормозящие силы Q и F. Увеличение последней производится за счет применения тормозных устройств на колесах шасси. Увеличение силы Q осуществляется применением тормозных посадочных парашютов.

Заход на посадку и посадка

Заход на посадку начинается с предпосадочного маневрирования самолета. В соответствии с НЛГ заход на посадку должен начинаться не ниже 400 м и заканчиваться на высоте 15 м над уровнем ВПП. Для небольших самолете» местных воздушных линий допускается заканчивать заход на посадку на высоте 9 м. В процессе этого маневра, который может начинаться с полета по “коробочке” на постоянной высоте 400 м с разворотами на 90°, осуществляется поэтапное изменение конфигурации самолета от крейсерской к посадочной с постепенным уменьшением скорости полета до скорости захода на посадку—^зп.. Изменение конфигурации самолета начинается с выпуска шасси, затем осуществляется выпуск предкрылков и в последнюю очередь закрылков (иногда в несколько приемов).Последний разворот на “коробочке” предшествует началу снижения самолета по глиссаде, которая лежит в одной вертикальной плоскости с ВПП. Допускается окончанйе процесса выпуска закрылков уже на глиссаде.

Минимальная скорость полета при заходе на посадку должна не менее чем на 30% превьшать скорость сваливания самолета в соответствующей полетной конфигурации. При возникновении отказных ситуаций в некоторых случаях допускается заход на посадку со скоростью, превышающей скорость сваливания в соответствующей конфигурации на 25%. Дополнительным ограничением является требование, чтобы скорость захода на посадку не менее чем на 5% превышала минимальную эволютивную — Vmin эп. В качестве последней назначается скорость, на которой при внезапном отказе критического двигателя должна обеспечиваться возможность управления самолетом с помощью только аэродинамических органов управления для поддержания прямолинейного движения самолета по глиссаде и для ухода на второй круг с углом крена не более 5° в сторону работающих двигателей.

Величина скорости захода на посадку относится к числу наиболее значимых эксплуатационных характеристик самолета, поскольку от нее в значительной степени зависит потребная длина посадочной дистанции и допустимые (и неизбежные в летной практике) отклонения от идеального пилотирования при посадке. При* проектировании самолета определенная техническим заданием величина скорости захода на посадку реализуется за счет эффективности механизации крыла (СУmax в посадочной конфигурации) и нагрузки на крыло при расчетном посадочном весе. Имеются некоторые особенности способов выполнения требований по F3„ в зависимости от класса самолета. К примеру, дальние магистральные самолеты базируются на аэродромах высокого класса с длиной ВПП не менее 3000 м и пилотируются летными экипажами самой высокой квалификации. Эти факторы позволяют применять менее сложную механизацию, чем на магистральных самолетах средней дальности, базирующихся на аэродромах с более короткой длиной ВПП. На рис. 10.5 для ряда магистральных самолетов представлены значения скорости захода на посадку и нагрузки на крыло при посадке. Приведенные там же ЗаВИСИМОСТИ V 3n(G/S) ДЛЯ фиксированных Значений Сушах позволяют сопоставить реализованные на этих самолетах значения Сушах в посадочной конфигурации.

Рис Л 0.5 Скорость захода на посадку магистральных самолетов

Под глиссадой понимается прямолинейная траектория, по которой должно осуществляться снижение самолета в процессе захода на посадку. Номинальное значенние угла наклона глиссада к горизонтальной плоскости составляет—0,046 рад (

—2,6°). Глиссада задается в пространстве с помощью глиссадного (ГРМ) и курсового радиомаяков, входящих в состав аэродромного оборудования. Высота глиссады над торцом ВПП составляет 15 м (см. рис. 10.6). Установившееся движение самолета по глиссаде на скорости Гзп осуществляется с тягой, определяемой выражением:

где К —соответствующее аэродинамическое качество, и заканчивается маневром выравнивания непосредственно перед приземлением, или маневром ухода на повторный заход на посадку (уходом на второй круг), если отклонения от глиссады по какой-то причине превысило допустимое значение. Схематически заход на посадку показан на рис. 10.6.

Рис Л 0.6 Схема посадки •

Необходимость ухода на второй круг может быть вызвана не только отклонением от глиссады, но и превышением скорости изменением метеоусловий И Т. Д. С момента принятия решения об уходе на второй круг, тяга двигателя увеличивается до взлетного режима, а самолет из режима снижения переводится в режим набора высоты. Минимальная высота ухода на второй круг указывается в РЛЭ самолета как для захода на посадку со всеми работающими двигателями, так и с одним неработающим. Для уменьшения сопротивления самолета допускается изменение положения механизации и уборка шасси. Последнее разрешается только при положительном угле наклона траектории. Градиент установившегося набора высоты при уходе на второй круг с отказавшим двигателем должен быть не менее:

а) 2,1%—для самолетов с двумя двигателями;

б) 2,4%—для самолетов с тремя двигателями;

в) 2,7%—для самолетов с четырьмя и большим числом двигателей.

Скорость самолета в любой точке ухода на второй круг должна не менее чем на 20% превышать скорость сваливания в текущей конфигурации. При расчете режима ухода на второй круг следует учитывать, что для операций, выполняемых одним и тем же членом экипажа, вводится интервал времени в 1 секунду с момента завершения предыдущей операции до начала последующей.

Как видно из рис Л 0.6, посадка состоит из этапа полета с высоты 15 м до приземления и пробега до полной остановки. При определении потребной посадочной дистанции небольших самолетов допускается считать посадкой пробег и снижение с высоты 9 м над торцом ВПП. Воздушный участок посадки является самым сложным участком полета. Весьма непродолжительный (6^10 с), он может включать в себя несколько различных эволюций:, выравнивание, выдерживание, парашютирование и приземление. Выравнивание обычно начинается на высоте 5“=“8 м и заканчивается переводом самолета в режим выдерживания на высоте 0,5+1м. В процессе выравнивания вертикальная скорость самолета плавно уменьшается практически до нуля. Выдерживание применяется для дальнейшего уменьшения высоты полета с постепенным уменьшением скорости и увеличением угла тангажа до значений, при которых становится возможным приземление и устойчивый пробег самолета. При уменьшении подъемной силы в конце участка выдерживания начинается парашютирование—снижение с увеличивающейся вертикальной скоростью. Так как высота парашютирования мала, в момент приземления вертикальная скорость незначительна.

В целях сокращения посадочной дистанции может использоваться методика посадки без выдерживания, а иногда и без полного выравнивания. Вертикальная скорость приземления при неполном выравнивании не должна превышать 1,5 м/сек. Для посадки без выдерживания посадочная конфигурация самолета должна быть спроектирована таким образом, чтобы снижение по глиссаде осуществлялось с небольшим положительным углом тангажа (см. гл. 6). При выравнивании (особенно при неполном выравнивании) угол тангажа к моменту приземления увеличивается незначительно (на а для нормального приземления он должен составлять 4°‘^6°. В этом случае имеется запас на погрешности пилотирования, и самолет в достаточной мере застрахован как от приземления на носовую стойку, так и на хвостовую пяту. Завышенные значения угла тангажа в момент приземления нерациональны и потому, что

затягивается процесс опускания передней стойки после приземления, а значит и включение тормозов шасси и реверса. Расчет протяженности воздушного этапа посадки осуществляется интегрированием системы (10.4) с небольшой положительной перегрузкой на участке выравнивания (Дюу=о,1 -^0,2). При таких значениях перегрузки высота начала выравнивания составит 3^5 м. Считая постоянной величину перегрузки на участке выравнивания и пренебрегая изменением скорости, можно получить приближенную формулу для расчета длины воздушного участка до выхода в горизонтальный полет:

где Ян. в— высота начала выравнивания, 0з. п=— 0,046—угол наклона траектории при заходе на посадку. Для неполного выравнивания при тех же предположениях длина воздушного участка определяется выражением:

+ где © п —угол наклона траектории в момент приземления.

Дистанция пробега приземлившегося самолета является одной из основных составляющих потребной для посадки длины ВПП. При размерах ВПП, не намного превышающих минимально потребную для посадки, пробег осуществляется с максимальным использованием всех средств торможения. Сразу после касания ВПП при наличии автоматики и не менее чем через две секунды при ее отсутствии выпускаются интерцепторы для максимального уменьшения подъемной силы. После опускания передней опоры включаются тормоза шасси и реверс двигателей. Коэффициент трения при торможении зависит от характеристик ВПП и колес шасси и от совершенства антиюзовой системы. Для современных магистральных самолете® на сухой бетонной ВПП он может иметь значение 0,25“^ 0,35. Использование для торможения реверса двигателей, как правило, ограничено минимальной скоростью (30 «^50 м/сек.), при достижении которой реверс выключается. Использование реверса на меньшей скорости может привести к попаданию в тракт двигателей сдуваемых с ВПП реверсивной струей предметов. Пример расчета посадочной

дистанции представлен на рис Л 0.7.

РисЛ0.7 Параметры движения при посадке

В соответствии с требованиями норм летной годности потребная посадочная дистанция, исчисляемая от торца ВПП, должна быть не менее:

а) посадочной дистанции при выполнении посадки со всеми нормально работающими двигателями, умноженной на коэффициент

—1,67—для основных аэродромов,

—1,43—для запасных аэродромов,

б) посадочной дистанции при выполнении посадки с одним отказавшим двигателем.