Баланс продольных моментов на разбеге

Теперь на основе этого графика появилась возможность максимально наглядно продемонстрировать баланс продольных моментов на разбеге исходя из которого можно в каждый момент времени знать созданы или нет условия для подъема стойки. Для этого модифицируем график следующим образом.

Как выше было сказано, желтая линия есть значение момента достаточного для подъема стойки в штатном взлете без торможения. Но если подъему стойки препятствует пикирующий момент от торможения - то чтобы стойка поднялась нужно увеличить момент на кабрирование на величину пикирующего момента от торможения показанного на графике зеленой линией. То есть, если мы к желтой линии прибавим зеленую - мы уже получим момент на кабрирование достаточный для подъема стойки при наличии торможения. И далее эту новую линию можно сравнить с черной линией имевшегося в данный момент фактического значения аэродинамического кабрирующего момента и легко определить создались или нет условия для подъема стойки. А в момент отрыва по разнице между фактическим моментом и достаточным моментом определится фактическая величина сдвига центровки вперед которая препятствовала подъему стойки вместе с торможением.

Таким образом к желтой линии будут добавлены следующие значения пикирующего момента от торможения согласно графику зеленой линии. До момента времени 30 секунда - 5150 кгс*м, с 30 по 35,5 секунды - 10000 кгс*м, и после 35,5 секунды - 24000 кгс*м. Но как уже отмечалось необходимо учесть и изменение пикирующего момента от силы тяги. Уменьшение тяги ниже взлетного режима облегчает подъем передней стойки, поэтому величину на которую пикирующий момент от силы тяги меньше момента на взлетном режиме надо отнимать от желтой линии достаточного аэродинамического момента. С некоторыми упрощениями не влияющими сколь-нибудь качественно на результат, отталкиваясь от графика пикирующего момента от силы тяги примем что до 30 секунды пикирующий момент от силы тяги облегчал подъем стойки на 2300 кгс*м, которые получены исходя из того что до 30 секунды можно считать что момент силы тяги составлял 8100 кгс*м, а после - 10400 кгс*м. То есть поправка от момента силы тяги на уменьшение желтой линии до 30 секунды составит 2300 кгс*м. Еще одну поправку на уменьшение нужно внести с 46 по 53 секунды где момент от силы тяги временно падал с 10400 до 5100 кгс*м - то есть на 5300 кгс*м согласно и пропорционально фактическому графику.

Таким образом значения достаточного для подъема стойки кабрирующего момента уже с учетом имевшегося в аварийном взлете торможения составят следующие значения. До 30 секунды - 41300+5150-2300=44150 кгс*м. С 30 по 35,5 секунды - 41300+10000=51300 кгс*м, после 35,5 секунды 41300+24000=65300 кгс*м с временным падением с 46 по 53 секунды до значения 65300-5300=60000 кгс*м согласно и пропорционально графику момента от силы тяги. Эти значения показаны на графике ниже оранжевой линией.

Таким образом, на графике наглядно можно видеть разницу между фактическим значением аэродинамического кабрирующего момента (черная линия) и расчетным значением момента достаточного для подъема стойки с учетом имевшегося пикирующего момента от торможения (оранжевая линия). Как уже пояснялось, очевидно что только более передняя центровка и могла препятствовать подъему стойки когда фактический момент (черная линия) превышал достаточный (оранжевая линия). Как видно в момент начала подъема стойки, это после 48,5-49 секунды по времени графика МСРП и после 47 секунды времени графика баланса моментов МАК (между временными метками графика балансов МАК и графика параметров МСРП есть небольшое рассогласование в 0,5-1,5 секунды в разные моменты времени, что легко определяется по пикам параметров, но эта имеющаяся ошибка не влияет на полученный результат и не будем обращать на нее внимание), эта разница достигла своего максимального значения за все время разбега.

Рассчитаем избыток момента тангажа на кабрирование в момент начала подъема стойки. Очевидно что он как раз и будет точно равен сдвигу центровки вперед.

Согласно графику стр.84 подъем стойки начался на 49,5 секунде при следующих параметрах - РВ =-12 град, стабилизатор =- 9,4 град, скорость =225 км/ч плюс аэродинамическая поправка +5кмч - итого 230 км/ч, тангаж = 2 градуса. Момент тангажа самолета считается по известной формуле:

Мтсм=Кмтсм*bсах*S*0,5*Ро*(Vпр.испр/3,6)^2

где Кмтсм - это коэффициент момента тангажа самолета определяемый по известной формуле:

Кмтсм=Кмто+Кмтрв*Врв+Кмтст*Вст

где:

- Кмто - коэффициент момента тангажа самолета при значениях РВ и стабилизатора равных нулю, согласно рис.35 стр.115 с учетом установочного угла крыла +3 градуса и для угла тангажа +2 угол атаки будет =2+3=5 градусов, и для него Кмто=-0,18

- Кмтрв - коэффициент момента тангажа по отклонению РВ =-0,022 согласно рис.35 стр.115

- Кмтст - коэффициент момента тангажа по отклонению стабилизатора

=-0,038 согласно рис.35 стр.115

- Врв и Вст - отклонения соответственно руля высоты и стабилизатора, град.

И тогда Кмтсм=-0,18+(-0,022)*(-12)+(-0,038)*(-9,4)=0,4412

Отсюда Мтсм=0,4412*4,6*150*0,5*0,125*(230/3,6)^2=77700 кгс*м.

Подъему стойки в тот момент времени препятствовал дополнительный к штатному взлету пикирующий момент от тормозящей силы =24000 кгс*м согласно графику моментов МАК рис.42 стр.121 и указанию МАК на стр.195:

- Оцениваемая величина дополнительной тормозящей силы соответствовала ~8000 кгс.... Данная величина сохранялась вплоть до отрыва самолета.

Но подъему стойки способствовало уменьшение пикирующего момента от силы тяги двигателей при сбросе РУД которое к моменту начала подъема стойки составило около 4000 кгс*м. А учитывая рассчитанное здесь в п.5.3 достаточное для начала подъема стойки в штатном взлете значение момента на кабрирование в размере 41300 кгс*м - получаем что избыток на кабрирование при начале подъема стойки составил 77700-41300-24000+4000=16400 кгс*м или в центровке 16400/2500=6,6 % сдвига центровки вперед.

То есть когда фактический аэродинамический кабрирующий момент превысил расчетный достаточный на 6,6 % САХ - только тогда начался медленный подъем стойки, отсюда следует что фактическая центровка была 24,7-6,6=18 %, то есть была предельно передней.

В результате очевидно что задача баланса моментов на разбеге в настоящем отчете решена более точным и более простым методом. И для этого вовсе не требовалось делать полный баланс моментов, содержащий гораздо больше неточных исходных данных и считать ненужные моменты от трения качения и главных стоек, как это делал МАК.