Горизонтальный полет

Горизонтальный полет – установившееся прямолинейное движение в плоскости при отсутствии крена и скольжения. При этом будем учитывать:

(рис. 8.1)

Если учитывать небольшую величину угла атаки, поулчим уравнение движения самолета в горизонтальном полете:

(8.1)

(8.2)

(8.3)

Из выражения 8.2 делаем вывод, что горизонтальный полет возможен только при определенном значении скорости V и угла атаки .

Условие горизонтального полета:

(8.4)

Минимальной скоростью горизонтального полета называется скорость, которая соответствует максимальному значению подъемной силы.

(рис.8.2)

При установившемся горизонтальном полете из системы уравнений видим, что сила тяги должна уравновешивать силу лобового сопротивления:

(8.5)

Сила тяги, обеспечивающая горизонтальный полет называется потребной. Полет с минимальной силой тяги возможен когда угол атаки принимает наивыгоднейшее значение. При этом:

(8.6)

(рис. 8.3)

Согласно отношению 8.4, углу атаки будет соответстсвовать скорость:

(8.7)

Из рисунков 8.2 и 8.3 получим зависимость потребной тяги от скорости полета:

(рис. 8.4)

В реальных условиях тяга двигателя (реальная тяга) является величиной ограниченной. Изобразим графики зависимости от скорости полета потребной и реальной тяги:

(рис. 8.5)

Из рисунка 8.5 видно, что существуют две точки равновесия ситемы, которым соответствуют скорости V₁ и V₂.

Пусть самолет летит с некоторой скоростью V₁ . Допусти, что вследствие некого случайного взаимодействия скорость изменилась до скорости V₁₁. Сила сопротивления уменьшилась. Таким обрзаом получаем следующее неравенство:

(8.8)

То есть, действительная реальная тяга больше, чем необходимой ей значение. В следствие этого скорость самолета увеличится до скорости V₁.

Если скорость случайно увеличится до величины V₁₂­, то реальная тяга будет меньше, чем необходимая и скорость самолета уменьшится. Таким образом видим, что полет со скоростью V₁, которая соответствует первому реждиму полета является устойчивым.

Полет со скоростью V₂ будет неустойчивым, поскольку, например, при случайном увеличении скорости до значения V₂₁, реальная тяга двигателя будет больше потребной.

Для определения необходимой мощности необходимо умножить требуемую тягу на скорость полета ЛА.

(8.9)

Можно построить графическую зависимость мощности от скорости полета. Такая кривая называется кривой необходимых мощностей Жуковского:

(рис. 8.6)

Скорость, при которой необходимая мощность является минимальной называется экономической скоростью. Наивыгоднейшая скорость получается в точке, в которой прямая линия, проведенная из начала координат касается кривой необходимых мощностей. Из приведенного анализа можем сделать вывод, что при определенных скоростях полета увеличение скоростей нуждается в увеличении необходимой тяги (V>V_нв), а также мощностей (при V<V_нв)