Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором






НазваниеОсобенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором
Дата публикации28.01.2015
Размер65.1 Kb.
ТипДокументы
l.120-bal.ru > Астрономия > Документы
ОСОБЕННОСТИ ПИЛОТИРОВАНИЯ САМОЛЕТА ТУ-154Б С ПЕРЕСТАВНЫМ СТАБИЛИЗАТОРОМ

В MICROSOFT FLIGHT SIMULATOR 2002/2004
Этот материал предназначен для людей, профессионально не связанных с авиацией, поэтому здесь не будет подробного анализа аэродинамических основ устойчивости и управляемости самолета. Более точно и подробно заинтересовавшиеся читатели могут узнать об этом в научной или научно-популярной литературе, а применительно к динамике Microsoft Flight Simulator в статье С.Грицевского "Тангаж". Рассмотрим только самые общие положения, напрямую относящиеся к Ту-154 и его виртуальной модели в MSFS.

В полете на самолет действуют несколько сил, которые, в общем случае, можно свести к четырем основным: подъемная сила, сила тяжести, сила лобового сопротивления и сила тяги. В установившемся горизонтальном полете они взаимно уравновешены, то есть равнодействующая всех сил равна нулю. Сила тяжести уравновешивается подъемной силой крыла. Подъемная сила крыла создает момент тангажа Mz, который зависит от подъемной силы, и, следовательно, от угла атаки. Относительно принятой в аэродинамике системы координат момент тангажа крыла отрицательный, или пикирующий.

Точка, относительно которой момент тангажа не меняется от угла атаки, называется фокусом крыла.

Чтобы самолет был устойчив по тангажу, его центр тяжести должен располагаться впереди фокуса крыла. В этом случае, изменение угла атаки будет вызывать момент, препятствующий этому возмущению. Но при этом требуется дополнительный кабрирующий момент для уравновешивания пикирующего момента крыла в отсутствие возмущений.

Для этого служит горизонтальное оперение (стабилизатор), расположенный заведомо позади центра тяжести, подъемная сила которого направлена вниз, а, значит, создает кабрирующий момент.

Но самолет, помимо устойчивого горизонтального полета, должен "уметь" маневрировать. С точки зрения тангажа, это означает возможность создавать дополнительные пикирующий или кабрирующий моменты, под действием которых самолет будет менять угол атаки. Эту задачу выполняет руль высоты (РВ).
При уменьшении скорости полета, для сохранения подъемной силы, нужно увеличить угол атаки, что вызовет увеличение продольного момента. Для его компенсации, нужно отклонить РВ, такое отклонение РВ называется балансировочным. Возможности РВ ограничены: отклонение РВ создает дополнительное сопротивление, что приводит к увеличению расхода топлива, с увеличением угла отклонения РВ его эффективность уменьшается из-за начала срывных явлений, а на больших углах атаки поток, обтекающий стабилизатор, "затеняет" РВ. Современные пассажирские самолеты должны сохранять достаточный для безопасного полета запас по устойчивости в широком диапазоне центровок. Это требование трудно выполнить, используя для балансировки только РВ, и на большинстве самолетов стабилизатор делается отклоняемым. Если для балансировки самолета требуется большое отклонение РВ, его можно заменить меньшим (из-за разницы в площади) отклонением стабилизатора, сохранив диапазон эффективного отклонения РВ для маневрирования и парирования возмущений.
В MSFS создать прирост момента тангажа можно двумя способами: отклонением самого РВ, или так называемого "триммера РВ". Почему "так называемого"? Потому, что к собственно триммеру, устройству, снимающему нагрузку с органов управления при отклонении руля, данная переменная не имеет отношения. Ее изменение никак не отражается на положении самого РВ, и, по сути, "триммер РВ" в версии MSFS является отклоняемым стабилизатором. Это, с некоторыми оговорками, может быть приемлемо для моделирования управления некоторых самолетов, например, В-737, или Ил-86, у которых управление стабилизатором предусматривает использование его для оперативной балансировки, но совершенно неприемлемо для таких самолетов, как Ту-154, или даже дефолтная Cessna. Более того, автопилот FS управляет тангажом так же с помощью "триммера", т.е. стабилизатора. Тем самым, из динамической модели полета исключается такое важное понятие, как "запас руля". Неудивительно, что большинство самолетов в FS практически нечувствительны к центровке: при диапазоне отклонения стабилизатора +/- 20о (!), как у того же дефолтного В-737-400, да еще и не имеющего сопротивления (другая "приятная" особенность MSFS), можно летать практически при любой центровке!
Ясно, что для реализации стабилизатора именно как стабилизатора, требуется изменить сам принцип управления РВ, сделав автопилот и модель МЭТ (механизма триммерного эффекта) в соответствии с настоящим самолетом. Такая попытка, в в возможных на данный момент рамках, и предпринята в модели Project Tupolev Tu-154B-2 ver9.3.

Рассмотрим балансировку реального самолета Ту-154Б. Для минимизации балансировочных потерь, угол установки стабилизатора равен -1.5о относительно оси самолета, или -4.5о относительно корневой хорды крыла. При этом, на крейсерских режимах в эксплуатационных диапазонах скоростей и центровок, балансировочное отклонение РВ и балансировочные потери минимальны. Однако, в процессе взлета и особенно захода на посадку, располагаемый диапазон эффективного отклонения РВ может оказаться недостаточным для безопасного полета или просто необходимого маневрирования. На Ту-154Б стабилизатор может отклоняться на кабрирование на угол от -1.5о до -7о, для удобства на указателе положения стабилизатора за 0 принят угол -1.5о, соответственно, угол установки стабилизатора по указателю меняется от 0о до -5.5о. Этими значениями мы и будем пользоваться дальше.

Эффективность РВ на углах отклонения более 15о сильно падает, поэтому для безопасного полета, с учетом возможных отклонений в условиях турбулентности, за нормальный диапазон балансировочного отклонения РВ в процессе захода и полета по глиссаде приняты значения от 0 о до 10о. Но выпуск закрылков и шасси увеличивает пикирующий момент, и поэтому, при центровках менее 35% САХ (а в рейсовых полетах максимально допустимая центровка ограничена 32% САХ), для его компенсации требуется перестановка стабилизатора. На Ту-154Б управление стабилизатором возможно в двух режимах: совмещенном и ручном. В совмещенном режиме стабилизатор устанавливается в согласованное положение автоматически, при выпуске закрылков. Согласованное положение определяется положением задатчика стабилизатора в зависимости от центровки, «П» - передняя, «С» - средняя, и «З» – задняя, и приведено в таблице 1.
Таблица 1 СОГЛАСОВАННЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРА


Угол закрылков

Центровка

«П» (18-28%САХ)

«С» (28-35%САХ)

«З» (35-40%САХ)

0

0

0

0

15

-3

-1.5

0

28

-3

-1.5

0

45

-5.5

-3

0



Важнейшей характеристикой продольной управляемости самолета являются балансировочные кривые, графики зависимости балансировочного отклонения РВ от скорости для различных центровок. На рис.1 приведены балансировочные кривые (центровка 18% САХ) при различных углах закрылков (стабилизатор в режиме совмещенного управления). Желтым цветом дана кривая, полученная в ходе испытательного полета в FS9, синим – кривая из книги Т.Лигума «Аэродинамика самолета Ту-154Б»


Рис.1

Из графика видно, что даже при массе 78 т и предельно передней центровке 18% САХ, отклонение стабилизатора на углы –1.5о и –5.5о (соответственно закрылкам 28о и 45о) позволяют сохранить достаточную управляемость самолета вплоть до 250 км/ч.
В ходе испытаний в FS9 PT Tu-154B-2 были так же сняты отклонения РВ при полете по глиссаде в зависимости от центровки (рис.2)


Рис.2
Из рис.2 видно, что посадка самолета с закрылками, выпущенными на угол 45о при центровках менее 24% САХ с неотклоненным стабилизатором практически невозможна.
Практическое использование управления стабилизатором.
Рассмотрим заход на посадку Ту-154Б-2 с массой 77 т и центровкой 22% САХ.
На рис.3 самолет в ГП на высоте круга, шасси выпущены, Vпр = 390 км/ч. Стрелка указателя РВ в широком зеленом секторе шкалы, следовательно, задатчик стабилизатора следует поставить в положение «П».


Рис.3

После третьего разворота, при выпуске закрылков на 28о, стабилизатор автоматически перекладывается на угол –3о, отклонение РВ при этом остается практически таким же (Vпр = 330 км/ч), рис.4


Рис.4

Если же ошибочно задатчик стабилизатора был оставлен в положении «С», то при закрылках, отклоненных на 45о, при скорости Vпр = 275 км/ч, отклонение РВ уже выходит из безопасного диапазона, соответственно, располагаемая перегрузка, необходимая для выравнивания, может оказаться меньше потребной, и создается опасность грубой посадки, а при сильном порыве ветра и приземления с большой вертикальной скоростью до ВПП (рис.5).


Рис.5

В этом случае нужно немедленно перейти на ручное управление стабилизатором (открыв колпачок управления стабилизатором), и с помощью переключателя переставить стабилизатор в положение, обеспечивающее достаточный запас эффективного отклонения РВ (рис.6)


Рис.6
Если же в ходе подготовки к полету была допущена ошибка, и центровка на посадке вышла за ограничения 18% САХ, посадку следует производить с закрылками, выпущенными на 28о, и повышенной скорости (см. РЛЭ). Уменьшение угла выпуска закрылков уменьшает пикирующий момент, а эффективность РВ на большей скорости повышается.
Дмитрий Колесник
В статье были использованы:
С.Грицевский «Тангаж»

Т.И.Лигум «Аэродинамика самолета Ту-154Б» М., 1985г.

А.И.Пятин «Динамика полета и пилотирование самолета Ту-154» М., 1994г.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconИнструкция по сборке кордовой модели самолета ( 38 опытная разработка...
Минский областной институт повышения квалификации и переподготовки руководящих работников и специалистов образования

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором icon00. 01-06А. 13. О программе создания нового во­енно-транспортного самолета А400М
А. 13. О программе создания нового во­енно-транспортного самолета А400М // Аэрокосмос — 1999 — Ns 19 — с 6-7 — Рус

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconНестационарные составляющие коэффициентов нормальной силы и момента...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconКонспект урока по математике в 1 классе. Тема: «Сложение и вычитание в пределах 10»
Оборудование: рисунки с изображением зверей, попугая, доктора Айболита, кораблей, самолёта; карточки с математическими заданиями,...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconПрограмма технической
Модель самолёта – это самолёт в миниатюре со всеми его свойствами, с его аэродинамикой, прочностью, конструкцией. Чтобы построить...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconЭкспериментальное народное самолетостроение 2 Глава Предварительный анализ и выбор решений 2
«летающих решений», некоего ковра-самолета «небесного катера» для отдыха и путешествий, не требующего летных удостоверений и сертификации....

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconУрок развития речи по теме «Речевой этикет»
Дорогие пассажиры! Авиакомпания Тридесятого царства просит вас пристегнуть ремни: наш самолёт отправляется в страну Вежливости. В...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconЧисленное моделирование поведения защитных железобетонных
Устойчивость функционирования при ударе самолета должна обеспечиваться для реакторного отделения, хранилищ свежего топлива и ряда...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconПовышения квалификации и профессиональной переподготовки
Особенности закрепления знаний на уроках русского языка при изучении «Морфемики и словообразования» в 5 классе, их особенности, методика...

Особенности пилотирования самолета ту-154б с переставным стабилизатором iconРешение задач вычислительной гидpодинамики (обтекание самолета, коpабля,...
В основу данного матеpиала положен цикл лекций по куpсу "паpаллельные вычисления", читаемого автором и Гаранжой В. А. студентам четвеpтого...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:


Литература


При копировании материала укажите ссылку ©ucheba 2000-2015
контакты
l.120-bal.ru
..На главную