Расчетные условия при выполнении маневров и при полете в неспокойном воздухе, предусматриваемые в Авиационных Правилах

В отличие от ЕНЛГС при установлении расчетных случаев, которые содержатся в Авиационных правилах, например АП-25, учитываются только два фактора: скорость полета v и перегрузка n.

Как указывается в АП-25, при расчете должно быть рассмотрено достаточно большое количество точек на графиках скорость-перегрузка " V-n" при маневренных перегрузках и при перегрузках при полете в неспокойном воздухе (рис.5.8 и 5.9) с тем, чтобы была уверенность, что получена максимальная нагрузка на каждую часть конструкции самолета.

Основные силы, действующие на самолет, должны быть уравновешены точным или приближенным методом. При этом инерционные силы от линейных ускорений должны быть уравновешены тягой и всеми аэродинамическими нагрузками. Инерционные силы от угловых ускорений должны быть уравновешены тягой и моментами от всех аэродинамических нагрузок, включая моменты, обусловленные нагрузками на такие часть конструкции, как хвостовое оперение и мотогондолы.

Должны быть рассмотрены критические величины тяги в диапазоне от 0 до максимальной продолжительной тяги (|25.331.).

Рис. 5.8. Огибающая перегрузок при маневре

Рис. 5.9. Огибающая перегрузок при полете в неспокойном воздухе

В условиях установившегося маневра рассматриваются условия маневра от позиции 1 до 7 на огибающей маневра. При этом считается, что самолет уравновешен с нулевым угловым ускорением относительно поперечной оси.

Должны быть рассмотрены условия полета в неспокойном воздухе от точки B' до точки J' при следующих условиях:

- дополнительная аэродинамическая нагрузка от нормированного порыва добавляется к исходной уравновешивающей нагрузке на хвостовое оперение;

- при определении дополнительной нагрузки на хвостовое оперение от порыва необходимо учитывать действие скоса потока за крылом и изменение угла атаки самолета от этого порыва.

Если отсутствует более точный расчет, дополнительную нагрузку на оперение от порыва определяют по формуле:

, (5.10)

где P_нв - дополнительная нагрузка на горизонтальное оперение, кгс;

U_de - эффективная скорость порыва, м / с;

V - индикаторная скорость самолета, м / с;

- производная коэффициента нормальной силы горизонтального оперения по углу атаки, 1/ рад;

S - площадь горизонтального оперения, м ²;

(1 – dc/dа) - коэффициент скоса потока.

5.2.1. Границы допустимых скоростей и перегрузок (| 25.333.)

Оценка прочности самолета производится при всех комбинациях воздушной скорости и перегрузки. При этом рассматриваются расчетные случаи соответствующим точкам, расположенным на и внутри огибающей кривой условий полета при выполнении маневров (рис 5.8) и полета в неспокойном воздухе (рис. 5.9). Эти огибающие (диаграммы V - n) могут быть также использованы при определении эксплуатационных ограничений по прочности.

5.2.2. Расчетные воздушные скорости (|25.335).

Расчетные скорости полета являются индикаторными скоростями (EAS).

V_C - расчетная крейсерская скорость. Её минимальная величина должна быть значительно больше расчетной скорости при максимальной интенсивности порывов ветра - V_B. Это позволяет учесть непредвиденное увеличение скорости, которое может произойти в результате сильной турбулентности атмосферы.

При отсутствии надежных данных, определяющих величину V_C, она не может быть меньше, чем V_B + 81 км/ч, но не должна превышать максимальную скорость в горизонтальном полете при максимальной продолжительной мощности на соответствующей высоте. Скорость V_C также может быть ограничена выбранным числом М на высотах, где скорость V_D ограничена числом М.

V_D (V_{max max}) - расчетная скорость пикирования. Расчетная скорость пикирования должна быть выбрана такой, чтобы V_C / M_C было не больше 0, 8 V_D / M_D или такой, чтобы минимальный запас скорости между V_C / M_C и V_D / M_D был равен наибольшим из величин, определяемых в пунктах 1 и 2.

1. Предполагается, что самолет должен быть выведен из установившегося режима полета на скорости V_C / M_C и в течение 20 секунд лететь по траектории с наклоном 7, 5° ниже первоначальной, а затем переведен на кабрирование с перегрузкой 1, 5.

2. Минимальный запас скорости должен быть достаточным на случай изменения атмосферных условий (таких как горизонтальные порывы, попадания в струйные течения и холодные фронты), а также для учета погрешностей приборов и производственных отклонений в конструкции планера самолета.

На высоте, на которой величина М_С ограничена явлениями сжимаемости, этот запас скорости по числу М должен быть не меньше 0, 05.

V_S1 - скорость срыва при убранных закрылках.

V_A - расчетная маневренная скорость. Скорость V_A не может быть меньше, чем V_S1 ,

где - n - максимальная эксплуатационная маневренная перегрузка при скорости V_С;

Скорости V_A и V_S должны быть определены при соответствующем расчетном весе и на рассматриваемой высоте.

Скорость V_a не может быть больше, чем V_C.

V_B - расчетная скорость при максимальной интенсивности порыва.

Скорость V_B не может быть меньше, чем скорость, определяемая на диаграмме V - n точкой пересечения линии, соответствующей максимальной подъемной силе С_Nmax, с линией максимального порыва или по формуле ()· V_S1 (принимается меньшая величина).

n_g - положительная перегрузка при полете в неспокойном воздухе при скорости V_C и при рассматриваемом весе;

Скорость V_B не может быть также больше скорости V_C.

V_F - расчетная скорость полета при выпущенных закрылках, предкрылках или других устройствах для увеличения подъемной силы.

Расчетная скорость V_F для каждого положения закрылков должна быть значительно больше эксплуатационной скорости, рекомендуемой для соответствующего режима полета (включая уход на второй круг), чтобы иметь возможность изменять скорость полета и углы отклонения закрылков. Скорость V_F при максимальном взлетном весе самолета не может быть меньше, чем:

- 1, 6 × V_S1 при взлетном положении закрылков;

- 1, 8 × V_S1 при закрылках, отклоненных для захода на посадку;

- 1, 8 × V_S0 при закрылках в посадочном положении.

V_DD - расчетная скорость для тормозных устройств. Эта скорость должны быть значительно выше скорости, рекомендованной для эксплуатации устройства, чтобы учесть возможные изменения в регулировании скорости. Для тормозных устройств, предназначенных для применения при снижении с большой скоростью, значение V_DD не должно быть меньше V_D.

5.2.3.Эксплуатационные маневренные перегрузки (| 25.337.).

Предполагается, что самолет выполняет симметричные маневры (за исключением случаев полета при максимальном (статическом) коэффициенте подъемной силы). учитывается угловая скорость тангажа, соответствующая маневрам при выходе из пикирования и при установившемся вираже.

nэmах(а) =

Максимальная эксплуатационная маневренная перегрузка n^э_mах(а) для любой скорости вплоть до V_D должна быть не меньше, чем

, (5.11)

 

где G - максимальный расчетный взлетный вес, кгс.

n^э_max(a) должна быть не меньше 2, 5 и не больше 3, 8.

Минимальная эксплуатационная маневренная перегрузка n^э_min(a) должна быть не меньше, чем -1, 0.

Меньшие значения маневренных перегрузок, могут быть приняты в расчет лишь в том случае, если конструктивные особенности самолета делают невозможным превышение этих величин в полете.