2021-08-14
616
Рассмотрим влияние этих факторов на максимальную скорость установившегося горизонтального полёта, скороподъемность, потолок, дальность и продолжительность полёта, взлётно-посадочные характеристики самолёта.
Определим максимальнуюскорость установившегося горизонтального полёта. Из первого уравнения установившегося горизонтального полёта 
определим скорость 
Располагаемая тяга двигателей, установленных на самолёте равна 
. Тогда
,
где 
– взлётная масса самолёта; 
– начальная тяговооружённость самолёта; 
– удельная нагрузка на крыло.
Так как при максимальной скорости полёта угол атаки 
и 
невелики
и индуктивное сопротивление мало, то приближенно можно принять 
, и тогда
. (9.1)
Из (9.1) видно, что на величину 
оказывают влияние начальная тяговоoружённость, удельная нагрузка на крыло и коэффициент лобового сопротивления самолёта при нулевой подъёмной силе. Следовательно, для увеличения максимальной скорости надо увеличивать тяговооружённость и удельную нагрузку на крыло, а также уменьшать коэффициент 
. Уменьшение коэффициента 
достигается компоновкой самолёта, уменьшением аэродинамических форм частей самолёта, выбором профилей крыла и оперения с минимальными коэффициентами трения и волнового сопротивления и др.
Рассмотрим скороподъёмность самолёта. Скороподъёмность зависит от величины вертикальной скорости: чем больше 
, тем меньше время набора высоты и тем лучше скороподъёмность самолёта.
При установившемся наборе высоты 
Так как располагаемая тяга 
, а потребная 
то
(9.2)
Из (9.2) видно, что на величину вертикальной скорости влияют начальнаятяговооружённость самолёта и аэродинамическое качество. Увеличение тяговооружённости и аэродинамического качества улучшают скороподъемность самолёта.
Рассмотрим теоретический статический потолок самолёта. Теоретический потолок самолёта 
с турбореактивными двигателями можно определить из равенства потребной и располагаемой тяги для установившегося горизонтального полёта на :
или 
Для дозвуковых самолётов на высотах 
м высотно-скоростная характеристика двигателей:
где 
– относительная плотность воздуха.
Тогда
Отсюда
(9.3)
Из (9.3) видно, что с увеличением тяговооружённости самолёта 
и аэродинамического качества K относительная плотность воздуха D уменьшается, а высота теоретического потолка увеличивается. При этом растет величина и практического потолка.
Рассмотрим дальность и продолжительность полёта самолёта. Дальность и продолжительность полёта самолёта на крейсерском участке определяются выражениями
где 
– соответственно километровый и часовой расходы топлива.
Чем меньше 
, тем больше дальность и продолжительность полёта.
Для самолётов с турбореактивными двигателями в установившемся горизонтальном полёте
Из этих формул видно, что для уменьшения необходимо применять двигатели с меньшим удельным расходом топлива 
и увеличивать аэродинамическое качество 
Для увеличения аэродинамического качества, кроме уменьшения коэффициента лобового сопротивления при нулевой силе , надо уменьшать индуктивное сопротивление за счет увеличения эффективного удлинения крыла 
. Самолёты
с крыльями большого удлинения имеют большую дальность и продолжительность.
Дальность и продолжительность полёта существенно зависят от запаса топлива на самолёте. У современных самолётов с большими габаритными размерами запас топлива может достигать до 40…50% средней полётной массы самолёта.
У самолётов с поршневыми и турбовинтовыми двигателями для увеличения дальности и продолжительности полёта необходимо применять двигатели с меньшим удельным расходом топлива, увеличивать аэродинамическое качество и применять воздушные винты с высоким КПД в режиме полёта на максимальную дальность.
Рассмотрим взлётно-посадочные характеристики самолёта. Зависимость ВПХ от аэродинамических и конструктивных параметров самолёта и способы их улучшения были рассмотрены ранее (см. 8.3.1). Здесь добавим, что на ВПХ большое влияние оказывает и удельная нагрузка на крыло 
С увеличением удельной нагрузки на крыло растут скорости 
, и, следовательно, увеличивается взлётная и посадочная дистанции самолёта.
Уменьшение нагрузки на крыло является эффективным путем улучшения ВПХ, однако, этот путь является и наименее приемлемым, так как увеличение 
и дальности полёта требуют повышения нагрузки на крыло. Кроме того, понижение удельной нагрузки на крыло приводит к уменьшению полезной весовой отдачи, что ухудшает экономические показатели при эксплуатации самолёта.
