Взлет самолета

Траектория полной взлетной дистанции самолета представлена на рис. 5.2.

Собственно взлет — это ускоренное движение самолета с момента старта до момента

одновременного дос­тижения регламентируемых значений высоты H_без и скорости V_без, обеспечивающих безопасность взлета.

Безопасной высотой по международным нормам считается высота Н_без=10, 7 м (НЛГС–2).

Рис. 5.2 Траектория взлета

Безопасной скоростью является скорость, на которой самолет обладает устойчивостью и управляемостью и может перейти к следующему этапу – начальному набору высоты.

Для самолетов применяют две схемы взлета (рис. 5.3):

· классическую для самолетов с поршневыми двигателями, при которой выдерживание производится на постоянной высоте;

· нормальную для самолетов с ТРД и ТВД, имеющих большой избыток тяги, при которой выдерживание не выполняется, а самолет сразу после отрыва производит разгон с набором высоты.

Взлет современных самолетов совершается по нормальной схеме. Практически весь разбег совершается на трех опорах при стояночном угле атаки α _ст. По достижении скорости подрыва носового колеса плавным движением щтурвала на себя пилот поднимает колеса передней опоры над ВПП и без выдерживания выводит самолет на взлетный угол атаки. Разница в скоростях подъема колес передней опоры и отрыва не превышает 15…20 км/час.

Рис. 5.3. Схемы взлета самолета: а) классическая; б) нормальная

При движении по ВПП кроме известной системы сил, действующих на самолет в полете, на него действуют силы реакции опор N и силы трения F (рис. 5.4).

Результирующая сила реакции опор N самолета зависит от соотношения между силой тяжести самолета G и подъемной силой Y :

N= Y — G.

При увеличении скорости движения по ВПП подъемная сила растет, а сила реакции опор уменьшается. При равенстве Y = G сила реакции опор становится равной нулю.

Результирующая силы трения колес зависит от коэффициента трения качения f и силы реакции опор:

F = fN.

Коэффициент f зависит от материала покрытия ВПП, ее состояния, метеоусловий, давления в пневматиках и т. д.

Рис. 5.4. Схема сил, действующих на самолет при разбеге:
а) реальная; б) приведенная к центру масс

Обычная методика взлета такова. На старте выпускается во взлетное положение механизация крыла. Получив разрешение на взлет, летчик переводит двигатели на взлетный режим, отпускает колесные тормоза и самолет начинает ускоренное движение по взлетной полосе в стояночном положении при . После достижения скорости подрыва носового колеса V_п.ст, при которой рули становятся достаточно эффективными, производится плавный подъем передней стойки шасси с увеличением угла атаки до . На скорости V_отр подъемная сила уравновешивает силу тяжести самолета и происходит его отрыв от поверхности ВПП. Далее самолет переводится в набор высоты с разгоном от скорости отрыва V_отр до безопасной скорости полета V_без на безопасной высоте H_без.

Таким образом, для современного самолета взлет состоит из следующих этапов:

1) разбег;

2) отрыв от поверхности ВПП;

З) набор высоты с разгоном до безопасной скорости полета.

Разбег — это ускоренное движение самолета по земле до скорости отрыва. Этот этап необходим для создания подъемной силы, способной оторвать самолет от земли.

Путь, проходимый самолетом от начала старта до скорости отрыва, называется длиной разбега. Она опреде­ляет размер ВПП. Приближенно длину разбега можно определить по формуле:

L = ;

где — стартовая тяговооруженность;

f – коэффициент трения на разбеге;

j — среднее ускорение на разбеге.

Длина разбега самолетов с ТВД определяется по формуле

L_разб= .

Для уменьшения длины разбега применяют взлетно-посадочную механи­зацию, реактивные ускорители взлета, форсаж двигателей.

В конце разбега самолет достигает скорости отрыва V_отр, при которой можно безопасно оторвать самолет от земли и продолжать взлет.

Отрывом называется отделение самолета от земли.

Скорость отрыва определяется по формуле:

,

где Су — коэффициент подъемной силы, соответствующий углу атаки

; по статистике =9…11 .

Набор высоты представляет собой ускоренное прямолинейное дви­жение самолета вверх по наклонной
к горизонту траектории.

Взлет считается завершенным, когда са­молет на высоте 10, 7м над уровнем ВПП разгонится до безопасной скорости.

V_без=1, 2 V_св,

где V_св – минимальная скорость, соответствующая полету на угле атаки α _кр, для взлетной конфигурации самолета (т.е. с выпущенной во взлетное положение механизацией крыла).

V_св=

L =

Суммарный путь, пройденный самолетом с момента старта до набо­ра безопасной высоты, называется взлетной дистанцией.

L_{взл.дист}. = L_разб+L_наб

За взлетом следует начальный набор высоты до H=400 м со скоростью не менее V_без, в ходе которого убирается шасси, переводится в основное полетное положение механизация. На высоте H=400 м скорость достигает значения 1, 25 V_без.

При подсчете полной взлетной дистанции L_полн. _взл учитывается также дальность начального набора высоты до H=400 м.