 |
Методы проведения испытаний.
|
|
|
|
А) Определение Vmax выполняется методом горизонтальных прямолинейных разгонов на заданном РРД.
Б) Перед определением потолка определяют наивыгоднейшие скорости набора высоты (это скорости, на которых самолет имеет максимальную скороподъемность — избыток тяги/мощности). Для этого надо определить значения Vy во всем диапазоне скор. И высот.
Для этого выполняют Зубцы. (длительность ≈ 30сек).
Снижение на зубцах используется для выбора оптимальных скоростей снижения.
Можно использовать разгоны от минимальной до максимальной скорости. Основанием для этого служит известная зависимость: 
. Этот способ имеет большую прозводительность, но точность его ниже.
Необходим перевод nx из связанной системы в скоростную.
Наивыгоднейшие скорости н.в. не зависят от температуры и веса, их не надо приводить, а значения Vy и nx зависят.
Для определения практического потолка и характеристик н.в. выполняют наборы высоты на выбранных режимах до практического потолка. Имеет смысл выполнять несколько наборов с одной конфигурацией при разных температурах (метод дифференциальных поправок).
Наивыгоднейшие скорости снижения должны соответствовать требованию получения максимальной дальности полета в снижении при минимальном суммарном расходе топлива.
В принципе возможен вариант, что при снижении на повышенных режимах суммарный расход топлива может быть меньше, чем на МГ, из-за меньшего времени снижения. На практике это случается редко, т.к. самолет выходит на ограничение по максимально допустимой скорости. На скорость (и режим) снижения могут накладываться дополнительные условия по планеру и системам:
- скорость охлаждения планера от а/д нагрева (на малых высотах при тех же скоростях меньше число М —МиГ-31),
|
|
|
- скорость изменения давления в кабине, если СКВ не справляется с ее поддержанием (это необходимо по физиологическим особенностям человека и этот параметр нормируется: ЛА для перевозки людей — 0,18 мм рт.ст./сек, боевые ЛА — 5 – 10 мм рт.ст./сек).
- условия работы топливной системы и др.
В одном случае необходим режим снижения с за минимальное время (с максимальной по модулю Vy) — это экстренное снижение при разгерметизации кабины или при необходимости срочной вынужденной (аварийной) посадки (потеря топлива, пожар). Режим экстренного снижения тоже должен быть определен в ЛИ.
Характеристики расхода топлива и дальности полета определяются при помощи расходные площадок. Требования к ним: длительность 3-5 мин., РРД не изменять, точность выдерживания скорости ± 5км/ч не обязательно гнаться за заданным значением, главное, чтобы скорость была постоянна), высоты ±15м. (лучше выдерживать заданную высоту).
Для компенсации потери веса из-за выработки топлива режимы делают с набором высоты (сохранение угла атаки) для поддержания постоянным приведенного веса.
Влияние температуры чаще всего применяют метод дифф. поправок, для ТРД на малых и средних высотах (более простые зависимости) можно использовать теоретическую зависимость.
Полет на дальность.
Техническая дальность. Практическая дальность.
Лекция 6.
Летные испытания. Понятие об устойчивости. Понятие об управляемости. Характеристики продольной устойчивости и управляемости самолета. Определение характеристик продольной устойчивости в ЛИ.
Понятие об устойчивости.
Устойчивость — общесистемное понятие, это способность системы (объекта) самостоятельно сохранять свои свойства, параметры или состояние неизменными при внешних воздействиях.
Равновесие — состояние системы, когда ее параметры не изменяются во времени. Существуют и неравновесные состояния.
|
|
|
Возмущение — это воздействие на систему, стремящееся вывести ее из равновесного состояния.
Т.о. устойчивость — способность системы (объекта) сохранять равновесное состояние при внешних возмущениях или приходить к нему из неравновесного состояния самостоятельно, т.е. без внешних управляющих воздействий.
ПРИМЕЧАНИЕ: равновесие может быть статическим и динамическим. Понятие динамическое равновесие относится к процессам (это тоже разновидность систем). Летательный аппарат — это объект, а не процесс, поэтому мы рассматриваем только статическое равновесие.
Соответственно, равновесное состояние, в котором система обладает свойством устойчивости, называется устойчивым равновесием.
Состояния, в которых системы не обладают этим свойством можно разделить на:
- неустойчивые состояния — при внешних возмущениях, даже при бесконечно малых, система выходит из равновесного состояния;
- нейтральные (безразличные) состояния — при внешних возмущениях, даже при бесконечно малых, система переходит в новое состояние и остается в нем после прекращения воздействия возмущения.
Равновесие м.б. устойчиво к воздействию одного возмущения, и неустойчиво к воздействию другого возмущения. Имеет смысл говорить об устойчивости по разным параметрам. Система может быть устойчива по одному параметру (при воздействии одного возмущения) и неустойчива по другому параметру.
Поэтому, описывая характеристики устойчивости системы (в т.ч. самолета), необходимо указывать, для каких условий (состояний) и к каким воздействиям относятся описываемые характеристики устойчивости. Естественно, каждый тип систем имеет свой набор воздействий. Для самолета их 2: угол атаки (продольный канал, продольная устойчивость) и угол скольжения (боковой канал, боковая устойчивость).
Пример: Самолёт с 4´РВВ – АЕ в полётной конфигурации при задних центровках устойчив по перегрузке в продольном канале в диапазонах углов атаки 5° < aм < 10° и aм>20°. В диапазоне 0°< aм<5° самолет нейтрален. С aм» 10° у самолёта так же появляется нейтральность, переходящая на aм» 13° в незначительную степень неустойчивости, которая пропадает на aм >20°.
|
|
|
При передней центровке самолет имеет нейтральность на aм <5° и снижение запаса устойчивости, близкое к нейтральности, на aм=10°÷20°.
Во взлётной конфигурации самолет устойчив до углов атаки aм= 10°. На aм=10°÷20° самолет становится нейтральным, а на aм=20°÷25° самолёт неустойчив.
Уточнение про «бесконечно малые возмущения»: неустойчивое равновесие неустойчиво при всех возмущениях, даже при бесконечно малых.
Устойчивое равновесие при малых возмущениях устойчиво. А что может быть при больших возмущениях? Может быть:
- возврат в исходное состояние (как и при малых возм.),
- переход в другое состояние: равновесное или неравновесное,
- при очень больших возмущениях выход за границы существования системы и разрушение системы.
 |
Можно продемонстрировать пример с параллелепипедом (с сумкой).
Для самолета это может выглядеть так (на примере продольной устойчивости):
- 1-ый вар. Понятен, прост и правилен: при случайном значительном изменении угла атаки самолет сам возвращается в исходное положение.
- 2-ой вар. Самолет с «ложкой» может при одном положении РВ устойчиво лететь на двух разных углах атаки, имея при этом разную скорость и траекторию. Второй пример — более редкий, но и более неприятный: при неблагоприятных обстоятельствах (большой угол атаки и наличие скольжения) при случайном значительном увеличении угла атаки самолет может выйти на запредельные углы атаки и сорваться в штопор, который может быть устойчивым (при неизменном положении рулей). Можно при вести вариант со сваливанием пассажирских самолетов.
- 3-ий вар. На больших скоростях при случайном значительном увеличении угла атаки возникающая при этом перегрузка превышает предельное значение, и самолет разрушается.
В ЛА стараются реализовать первый вариант, а от третьего варианта уходят правильным выбором границ существования системы — прочностью самолета. Получается не всегда.
Именно к большим и малым возмущениям относятся иногда встречающиеся понятия «устойчивость в большом» (большие возмущения) и «устойчивость в малом» (малые возмущения). Без «устойчивости в малом» нет «устойчивость в большом». Поэтому всегда предметом изучения и реализации является устойчивость при малых возмущениях, и только потом определяются или задаются предельные величины возмущений, на которые рассчитана система (самолет).
|
|
|
Исходя из этого в изучении и реализации устойчивости имеются следующие методические приемы: вводятся понятия:
Статическая устойчивость — это способность системы при воздействии на нее внешних малых возмущений порождать силы, стремящиеся вернуть ее в исходное равновесное состояние.
Динамическая устойчивость — это не свойство, это описание процесса поведения системы при воздействии на нее внешних возмущений. Это не динамическое равновесие.
Нет отдельных понятий или явлений: устойчивость, статическая устойчивость, динамическая устойчивость. Есть понятие устойчивости, и для того, чтобы система была устойчива, надо, чтобы при внешних малых возмущениях система порождала силы, стремящиеся вернуть ее в исходное равновесное состояние (выполнялся критерий статической устойчивости), и характеристики процесса возвращения в исходное состояние (характеристики динамической устойчивости) были приемлемыми.
Виды изменения состояния системы при возмущении (на примере самолета).
а – апериодическое затухающее движение,
б – колебательное затухающее движение.
В вариантах а) и б) имеется статическая устойчивость и характеристики динамической устойчивости приемлемы.
в – незатухающее колебательное движение с постоянной амплитудой,
г – незатухающее колебательное движение с нарастающей амплитудой.
В вариантах в) и г) имеется статическая устойчивость, но характеристики динамической устойчивости неприемлемы.
д – апериодическое нарастающее отклонение от исходного положения — отсутствует статическая устойчивость, о динамике движения вообще нет смысла говорить.
|
|
|
