Авиация Аэродинамика самолёта Боинг 737 - Полет самолёта при несимметричной тяге

30 июня 2011


Оглавление:
1. Аэродинамика самолёта Боинг 737
2. Система управления самолётом
3. Силовая установка
4. Скорость полета
5. Взлет самолёта
6. Посадка самолёта
7. Устойчивость и управляемость
8. Система автоматического управления
9. Полет самолёта при несимметричной тяге
10. Недостатки самолёта

Рассмотрим поведение самолёта сразу после отказа одного из двигателей и потребное управление для обеспечения прямолинейного полета с одним остановленным двигателем.

Пусть отказал левый двигатель. На самолёт начнет действовать момент рыскания My двиг, разворачивающий его влево. Возникнет скольжение на правое крыло, следовательно, и момент крена Mx_β, в сторону крыла с остановленным двигателем.

На рисунке показано примерное изменение углов скольжения и крена при остановке левого двигателя.

Поскольку поперечная устойчивость велика, то накренение будет происходить энергично, так что требуется немедленное вмешательство пилота. Для парирования кренящего момента, при работе двигателя на взлетном режиме, полного отклонения штурвала по крену недостаточно. Необходимо убрать скольжение рулем направления.

Рассмотрим, каковы условия балансировки в длительном полете с одним неработающим двигателем. Проанализируем два специфических случая балансировки в прямолинейном полете с остановленным двигателем: 1) без крена, 2) без скольжения, а также рекомендацию фирмы Боинг.

1. Полет без крена.

Для балансировки без крена требуется создать скольжение на левое крыло. Тогда к моменту от несимметричной тяги My двиг прибавится момент от скольжения My_β. Их уравновешивание требует большого отклонения руля направления. Боковые силы от руля направления Z рн и от скольжения Z_β будут действовать в противоположные стороны и при некотором угле скольжения уравновесятся.

Поперечный момент Mx_β будет компенсироваться моментами от руля направления Mx рн и элеронов Mx элер.

Казалось бы, для пилота прямолинейный полет без крена является наиболее приемлемым, но из-за большого потребного угла отклонения руля направления возрастает сопротивление самолёта. Это ухудшает возможности самолёта, особенно при отказе двигателя на взлете с большой массой и при высоких температурах.

Заметим, что хотя полет происходит здесь со скольжением, но шарик указателя скольжения расположится строго по центру. Дело в том, что аэродинамические силы в этом случае располагаются в плоскости симметрии самолёта. Вообще говоря, данный прибор не является указателем скольжения, а является указателем боковой перегрузки. Боковая перегрузка возникает от нескомпенсированной аэродинамической силы Z, которая уравновешивается боковой составляющей силы тяжести G * sinγ при полете с креном или центробежной силой при развороте самолёта.

2. Полет без скольжения.

Разворачивающий момент от двигателя My двиг балансируется моментом от руля направления My рн. Боковая сила Z рн уравновешивается боковой составляющей силы тяжести G * sinγ, при создании крена на правое крыло. Поперечный момент от руля направления Mx рн уравновешивается моментом от элеронов Mx элер. Заметим, отклонение элеронов в противоположную сторону, по сравнению с балансировкой без крена. Шарик в данном случае будет отклонен в сторону опущенного крыла, хотя скольжение будет отсутствовать.

Данный режим балансировки наиболее выгоден для энергетики самолёта, поскольку обеспечивается минимальное сопротивление. Но точное выдерживание режима проблематично. Во-первых, у пилотов нет индикации угла скольжения, во-вторых, при изменении тяги работающего двигателя меняется разворачивающий момент, значит меняется потребное отклонение руля направления, соответственно меняется боковая сила руля направления, а значит и требуемый угол крена для его компенсации. Руководства по летной эксплуатации советских самолётов давали пилотам приблизительную цифру крена 3 - 5° на работающий двигатель.

Боинг даёт другой критерий управления. Рассмотрим балансировочную диаграмму при отказе левого двигателя. На ней цифрами 1 и 2 показаны рассмотренные случаи балансировки без крена и без скольжения. Вместе с тем существует бесконечное множество других балансировочных положений. Боинг рекомендует пилотам балансировать самолёт с нулевым отклонением элеронов. Пишется, что при этом наблюдается небольшой крен на работающий двигатель и шарик немного отклонен в ту же сторону. Как видно из балансировочной диаграммы, это положение является чем-то средним между двумя рассмотренными случаями балансировки. Его удобно выдерживать, поскольку для контроля «горизонтальности» штурвала необязательно даже смотреть в кабину и можно контролировать правильность положения руля направления тактильными ощущениями руки. Какая половинка штурвала опускается, значит в такую же сторону надо отклонить педали для балансировки. Точно такая же техника пилотирования при включенном автопилоте, поскольку педали от автопилота не управляются.

Просмотров: 72190

<<< Аэродинамика автомобиля

Аэродинамическая труба >>>