Вступление
Здравствуйте, уважаемые читатели, очень рад, что заглянули на мой канал. Эта статья является продолжением предыдущей статьи, которая затронула понятие кривых Жуковского и понятий тяг и мощностей. А это значит, что скорее всего будет не понятна тем читателям, что не прочли ее (ведь всегда лучше двигаться от простого к сложному). Итак сегодня мы разберем характерные скорости для горизонтального полета, а также поговорим о 1ом и 2ом режимах полета. Начнем!
Характерные скорости горизонтального полета
В прошлой статье мы остановились на том, что построили кривые Жуковского или кривые потребных и располагаемых тяг и мощностей, а обнаружили, что на них можно отметить некоторые точки, о которых должны сегодня узнать. Оказывается, эти точки и есть характерные скорости для горизонтального полета, однако какие они бывают? Вспомним те графики:
Теоретически минимальная скорость Vт.min.
Это скорость горизонтального полета воздушного судна на критическом угле атаки, то есть при Cy.max. То есть ниже этой скорости самолет никак не сможет лететь в горизонтальном полете, ибо дальнейшее увеличение угла атаки (попытке увеличить Cy) самолет перед в режим сваливания.
Для того, чтобы найти ее на графиках, необходимо провести касательную к кривым потребных тяг (Pп) или мощностей (Nп), параллельную оси ординат (смотрите графики ниже).
Практически минимальная скорость Vпр.min.
Это скорость в горизонтальном полете, при которой полет выполняется на минимально допустимом режиме работы двигателей (НЕ МАЛЫЙ ГАЗ). Минимально допустимом режимом работы двигателей является тот, при котором располагаемая тяга (или мощность) всё еще будет пересекаться с потребной тягой (или мощностью). Таким образом точка пересечения кривой потребной тяги (или мощности) с максимально смещенной вниз (имитация минимальной допустимый режим работы двигателей) и будет является практически минимальной скоростью горизонтального полета (смотрите графики ниже).
Наивыгоднейшая скорость Vнаив.
Тут все просто это скорость, при которой требуется минимальная тяга. Та минимальная тяга, при которой самолет все еще будет лететь в горизонтальном полете.
А вот при определении ее на графиках будьте внимательнее: с кривыми тяг все проще, просто необходимо провести касательную к кривой потребной тяги, параллельную оси абсцисс (простыми словами самая нижняя точка кривой потребных тяг).
При рассмотрении кривых мощностей: необходимо провести касательную к кривой потребной тяги, но уже исходящую из начала координат. Объясняется это тем, что формула мощности такова Nп=(Pп*V)/75, и выразив отсюда тягу (которая нам необходимо, чтобы была минимальной по определению) получим: Pп=(75*Nп)/V. А теперь вспомним математику со школы тангенс угла касательной проведенной из начала координат и будет являться отношением Nп/V (75 здесь выступает лишь коэффициентом и ему не стоит уделять слишком много внимания). Посмотрите графики ниже и прочитайте эту часть статьи заново, уверен станет намного понятнее.
Крейсерская скорость Vкрс.
Это скорость в горизонтальном полете, при которой отношение потребной тяги (Pп) к скорости (V) - минимально (Pп/V = min). Ровно как и в предыдущем абзаце это есть ничто иное как тангенс угла касательной проведенной из начала координат. А значит чтобы найти эту скорость на графике необходимо провести касательную к кривой потребной тяги из начала координат. Внимательно, эта скорость характерна только для турбореактивных двигателей, а значит отмечена только на кривых тяг, на кривых мощностей ее нет!
Экономическая скорость Vэк.
Это скорость в горизонтальном полете, при которой требуется минимальная мощность. Та минимальная мощность, при которой самолет все еще будет лететь в горизонтальном полете. Эта скорость характерна только для турбовинтовых и поршневых двигателей, а значит отмечена она только кривых мощностей, на кривых тяг ее нет! А чтобы найти ее на графике, необходимо провести касательную к кривой потребной мощности, параллельную оси абсцисс, другими словами взять нижнюю точку кривой потребной мощности (смотрите графики ниже).
Максимальная скорость Vmax.
Это скорость в горизонтальном полете, при которой полет выполняется на максимальном режиме работе двигателей. Для ее нахождения необходимо построить кривую потребной тяги (или мощности), а также кривую располагаемой тяги (или мощности) при максимальном газе (здесь имеется в виду ограничение именно на данной конкретной высоте, вспоминаем предыдущую статью). И вот именно точка их пересечения и будет являться точка с максимальной скоростью.
А вот и итоговые графики с отметкой всех выше разобранных скоростей:
Первый и второй режимы полета
Построив графики и определив характерные скорости горизонтального полета по ним, можно и выделить режимы полета.
1ый режим полета - от практически минимальной скорости (Vпр.min) до максимальной скорости (Vmax).
2ой режим полета - от теоретически минимальной скорости (Vт.min) до практически минимальной скорости (Vпр.min).
А теперь разберем особенности полетов на этих режимах:
1. Управляемость самолета - с этим определением нам вскоре придется столкнуться ближе, так как оно является очень важным в авиации, и по нему будет выпущена отдельная статья. Однако, что необходимо понять уже сейчас. Отметим на кривой потребных тяг (или мощностей) две точки, одна будет принадлежать области первого режима (V1), а вторая - области второго режима (V2). Как мы помним граница между режимами проходит по значению практически минимальной скорости (Vпр.min).
Остановимся на точке V1. Проведя через нее кривую располагаемой тяги (или мощности), мы увидим такую развилку: если вдруг скорость полета увеличится (двигаемся по графику от точки V1 вправо), например самолет попадет в попутный поток ветра, то кривая располагаемой тяги (или мощности) оказывается ниже, чем кривая потребной тяги (или мощности), а значит возникнет недостаток тяги (или мощности) и самолет будет стремиться уменьшить свою скорость, или другими словами восстановить ту, которую имел ДО воздействия на него попутного потока ветра.
Если же вдруг скорость уменьшится (двигаемся по графику от точки V1 влево), например при попадании самолета во встречный поток ветра, то кривая располагаемой тяги (или мощности) расположится выше кривой потребной тяги (или мощности), а значит возникнет избыток тяги или мощности (запас тяги или мощности), который тут же увеличит скорость до той, которая была ДО попадания во встречный поток. Другими словами и в том и в другом случае, самолет стремится восстановить утраченную скорость. Этим и характерен 1ый режим полета.
Переходим к точке V2. А теперь посмотрим что происходит на втором режиме полета. Если вдруг скорость полета увеличится (двигаемся по графику от точки V2 вправо), например самолет попадет в попутный поток ветра, то кривая располагаемой тяги (или мощности) окажется выше, чем кривая потребной тяги (или мощности), а значит возникнет избыток тяги или мощности (запас тяги или мощности) и самолет будет стремиться еще больше увеличить свою скорость, или другими словами будет все дальше уходить от той скорости, которую имел ДО воздействия на него попутного потока ветра. Если же вдруг скорость уменьшится (двигаемся по графику от точки V2 влево), например при попадании самолета во встречный поток ветра, то кривая располагаемой тяги (или мощности) будет ниже кривой потребной тяги (или мощности), а значит возникнет недостаток тяги (или мощности), который будет стремится еще сильнее замедлять самолет, уменьшать его скорость и чем дольше - тем сильнее (это можно понять по тому, как расстояние по вертикали между кривыми потребной и располагаемой тяги (или мощности) возрастает при движении влево от точки V2), и для того чтобы вернуться к скорости, которая была ДО воздействия встречного потока ветра, необходимо будет срочно перекрыть этот недостаток тяги, то есть увеличить ее и причем чем дольше времени прошло с момента потери скорости, тем на большую величину необходимо будет ее увеличить. Этим характерен второй режим полета.
2. Экономичность полета - скорости полета на 1ом режиме всегда больше скоростей полета на 2ом режиме это без труда отслеживается на графике. Поэтому и полет на 1ом режиме более экономичен, так как дальность полета при том же времени полета больше.
3. Безопасность полета - первый режим характерен большими скоростями и маленькими углами атаки, а второй - малыми скоростями и большими углами атаки. Из-за того, что на первом режиме самолет стремится восстановить утраченную после какого-либо воздействия скорость, а на втором режиме - наоборот усугубить ситуацию (при потере скорости она начнет еще стремительней уменьшаться, а при росте - еще стремительней увеличиваться), первый режим считается безопасным, а второй - не гарантирует безопасности. Полет на вторых режимах характерен только для спортивных самолетов, а также для самолетов с малой приемистостью двигателя (приемистость - это время выхода двигателя на режим, который был задан ручкой управления двигателем. Малая приемистость означает, что как только ручкой увеличил мощность - почти сразу и двигатель выходит на эту мощность).
Заключение
Спасибо, что Вы дочитали эту статью до конца, мне действительно приятно, что мой труд не уходит напрасно. Уверен Вы смогли найти для себя полезный материал в этой статье или узнать что-то новое или давно забытое старое. Будет очень благодарен Вам, если решите оставить комментарий или критику. Мне важно получать от Вас обратную связь, именно для Вас я и пишу данные статьи. Приходите летать на изящных самолетах, это по-прежнему всё еще того стоит!