Особенности самолетовождения высотно-скоростных самолетов

Современные самолеты с ГТД, применяемые в ГА, рассчитаны на экономичную эксплуатацию на больших высотах и больших скоростях полета. Самолетовождение высотно-скоростных самоле­тов имеет целый ряд особенностей, которые необходимо учитывать как^; при подготовке к полету, так и в процессе самого полета. Самолетовождение на больших высотах (от 6000 м и выше) имеет следующие особенности:

1. Трудность ведения визуальной ориентировки вследствие ухудшения видимости ориентиров мелких и средних размеров и невозможности их детального распознавания. При дымке ведение визуальной ориентировки еще больше затрудняется. Кроме того, полет на большой высоте проходит в большинстве случаев за обла­ками, что вообще исключает ведение визуальной ориентировки.

В ясную погоду при отсутствии дымки ведение визуальной ориентировки с больших высот облегчается большой дальностью видимости крупных ориентиров, контуры которых хорошо про­сматриваются до дальностей, равных десятикратной высоте. Зимой в ясную погоду с высоты 10000 м дальность видимости крупных городов достигает 100— 120км, а летом — 70—80 км. Но при незначительном ухудшении условий видимости контуры крупных ориен­тиров различаются на удалении, равном семи высотам полета, а характерные отличительные признаки этих ориентиров распозна­ются в зоне с радиусом, равным только двум высотам полета.

Вследствие того что ведение визуальной ориентировки на боль­шой высоте затруднено, экипаж должен уметь осуществлять само­летовождение с помощью технических средств. Эта особенность вы­зывает необходимость оснащения высотных самолетов более совер­шенным навигационным оборудованием, а летный состав застав­ляет знать это оборудование и уметь грамотно его применять.

2. Снижение точности визуального определения места самоле­та. Если при полете на средних высотах незначительные угловые ошибки при глазомерном определении вертикали не вызывают больших отклонений в определении места самолета, то эти же угловые ошибки, допущенные в полете на больших высотах, влекут за собой большие линейные отклонения и снижают точность опреде­ления места самолета. Неточность отметок места самолета на карте приводит к ошибкам в расчете путевой скорости и снижает точность определения угла сноса и фактического путевого угла.

Ввиду трудности самолетовождения на больших высотах; эки­пажу предусмотрена помощь службой движения, которая ведет радиолокационный контроль за полетом самолетов и по требова­нию экипажа сообщает фактические координаты МС, обеспечивает необходимой информацией о воздушной обстановке и метеорологи­ческих условиях полета.

Для достижения достаточной точности самолетовождения необ­ходимо, чтобы экипаж использовал в комплексе все технические средства.

3. Увеличение влияния ветра. На больших высотах скорость ветра составляет в среднем 100 км/ч, амаксимальное значение ветра может достигать 300 км/ч. Нередко в зоне струйных течений скорость ветра превышает 600—800 км/ч. Вследствие этого Даже при больших скоростях полета угол сноса может достигать 10°—15° и неучет ветра может привести к значительным уклонениям от ЛЗП.

Большая скорость ветра вызывает значительное расхождение путевой скорости с воздушной, и поэтому точное счисление пути возможно лишь при знании путевой скорости самолета. Эта осо­бенность самолетовождения также приводит к необходимости обя­зательного учета ветра.

4. Увеличение дальности действия радиотехнических средств. При полетах на больших высотах увеличивается дальность дейст­вия наземных радиолокационных станций, средств связи и радио­технических систем самолетовождения. Поэтому имеется более ши­рокая возможность использования их для контроля пути и сохра­нения ориентировки.

Однако надо учитывать, что при полете на больших скоростях, особенно при полетах в облаках и осадках, возникают сильные электростатические помехи, уменьшающие точность пеленгования радиостанций с помощью радиокомпаса. В облаках и осадках даль­ность действия радиокомпаса по приводным радиостанциям может сократиться до 30—50 км. Подстройку и перестройку радиокомпа­са необходимо производить до входа самолета в облачность.

На больших высотах возрастают ошибки в определении момен­та пролета радиостанции с помощью радиокомпаса. Величина за­паздывания момента пролета радиостанции может достигать рас­стояния, равного одной — трем высотам полета. Наибольшая точность пеленгации радиостанций с помощью радиокомпаса полу­чается на расстоянии до радиостанции не ближе трехкратной высо­ты полета и не далее прямой геометрической видимости.

5. Большие ошибки в определении высоты барометрическим высотомером. С увеличением высоты полета возрастают не только инструментальные ошибки барометрических высотомеров. Большие погрешности в показании высоты на скоростных самолетах возни­кают также вследствие того, что к высотомеру трудно подвести фактическое атмосферное давление. Давление воздуха, поступаю­щего в высотомер, несколько отличается от фактического давления, что приводит к появлению так называемых аэродинамических оши­бок.

Значительные суммарные ошибки в определении высоты по ба­рометрическим высотомерам вызывают необходимость эшелони­ровать полеты на больших высотах через больший безопасный ин­тервал по сравнению с безопасным интервалом, установленным для средних высот.

6. Уменьшение часового расхода топлива по мере увеличения высоты при полете на одном и том же режиме. Часовой расход топ­лива на самолетах с ГТД при полете на одном и том же режиме зависит от высоты полета. Чем меньше высота полета, тем больше часовой расход топлива. В связи с этим дальность полета самолета с ГТД на больших высотах значительно больше, чем при полетах на средних и особенно малых высотах. Поэтому определение наи­выгоднейшей высоты полета и места начала снижения на самоле­тах с ГТД приобретает особо важное значение.

7. Выполнение полета на больших высотах связано с большими истинными воздушными скоростями. Вследствие уменьшения плот­ности воздуха с подъемом на высоту при постоянной скорости по прибору истинная скорость будет увеличиваться. Если на высоте полета 2000 м истинная скорость отличается от приборной на 10%, то на высоте 8000 м это отличие достигает 50%.

При полетах на скоростях более 300 км/ч в показаниях указате­ля скорости возникает ошибка за счет сжимаемости воздуха. Эта ошибка в зависимости от скорости и высоты полета может дости­гать больших значений и должна учитываться при расчете скорости полета. Все это требует обязательного расчета для целей самоле­товождения истинной воздушной скорости.

Полеты на больших скоростях усложняют работу всего экипажа и особенно штурмана. Сама обстановка полета требует быстрых действий

при навигационных расчетах и установке данных на аппаратуре. Все этотребует от штурмана лучшей подготовки и четкости в работе.

8. Необходимость учета по­правки в показания термометра наружного воздуха. На самолетах с ГТД для измерения темпе­ратуры наружного воздуха уста­навливается термометр ТНВ-15. Вследствие нагревания его чув­ствительного элемента в затор­моженном потоке показания термометра становятся завышенны­ми. Поэтому для определения фактической температуры наружного воздуха необходимо в пока­зания термометра вводить поправки, которые определяются по шкале, составленной специально для термометра ТНВ-15 (см. рис. 6.2). Для пользования шкалой поправок истинную воздушную скорость полета отсчитывают по узкой стрелке КУС.

9. Увеличение радиуса и времени разворота. Большие скорости полета значительно увеличивают радиус и время разворота. Обыч­но эти величины рассчитывают на НЛ-10М, как это показано в гл. 22. Однако некоторые расчеты, например, времени разворота на 360°, можно произвести в уме. Для этого следует помнить, что вре­мя разворота t₃₆₀, измеренное в секундах, численно равно при кре­не 10° истинной скорости V_и км/ч, при крене 20° — примерно ¹/₂ V_и км/ч и при крене 15° — ²/₃V_и км/ч.

Пример.V_и = 600 км/ч. Определить продолжительность разворота на 360° при кренах самолета 10, 20 и 15°.

Решение. Применяя указанное выше правило, находим:

при крене 10° t₃₆₀≈ 600 сек = 10 мин;

при крене 20° t₃₆₀ ≈ 600/2 = 300 сек = 5 мин;

при крене 15° t₃₆₀ ≈ 600 — 600/3 = 400 сек = 6 мин 40 сек.

10. Необходимость учета радиуса разворота при выходе на но­вое направление, что достигается началом разворота с упрежде­нием (рис. 24.1).

Величина линейного упреждения разворота

ЛУР = R tgУР/2

Для расчета ЛУР на НЛ-10М необходимо треугольный индекс шкалы 4 установить на величину радиуса разворота, взятого по шкале 5. Затем против половинного значения угла разворота, взятого по шкале 4, прочитать по шкале 5 величину ЛУР.

Выход в точку начала разворота определяют визуально, с по­мощью радиотехнических средств или по времени.

Пример.V_и=600 км/ч; крен 15°; УР=116°; W = 510 км/ч; Т_приб на ППМ 14.20. Определить элементы разворота, время его начала и окончания.

Решение. 1. Определяем на НЛ-10М значения R, ЛУР и время пролета ЛУР: R=10600 м; ЛУР=17000м; t_ЛУР —2 мин.

2. Рассчитываем время начала разворота:

Т_{нач.разв} = Т_приб— t_ЛУР = 14.20 — 0.02 = 14.18.

3. Определяем на НЛ-10М время разворота на 360° и на заданный угол разворота: t₃₆₀ = 6 мин 35 сек; t_ур= 2 мин 07 сек.

4. Рассчитываем время окончания разворота:

Т_{ок.разв} = Т_{нач.разв}+ t_ур= 14.18 + 02,07 = 14.20,07.

11. Полеты высотно-скоростных самолетов осуществляются в основном с ортодромическими путевыми углами (курсами). Ортодромическая система счисления пути имеет некоторые особенности в подготовке к полету и в его выполнении. Она требует определен­ной теоретической и практической подготовки пилотов и штурма­нов.

Таблица крейсерских режимов горизонтального полета самолета Ан-24 и пользование таблицей

В целях достижения экономичности полеты по трассам необхо­димо выполнять на наивыгоднейших режимах. Данные о крейсер­ских режимах горизонтального полета для самолета Ан-24 для основных полетных весов приведены в табл. 24.1. Эта таблица пред­назначена для определения наивыгоднейшей скорости полета и часового расхода топлива. Ниже дается характеристика установ­ленных крейсерских режимов полета для самолета Ан-24 и реко­мендации по их применению.

A. Режим наибольшей продолжительности полета.Скорость на этом режиме наименьшая из крейсерских и равна скорости, реко­мендованной для набора высоты с максимальной скороподъемно­стью, часовой расход топлива минимальный. Этот режим рекомен­дуется для полетов в зоне ожидания и при восстановлении ориен­тировки.

Б. Режим наибольшей дальности полета.На этом режиме кило­метровый расход топлива наименьший. Рекомендуется для мар­шрутных полетов с ограниченным запасом топлива и для полетов по расписанию при попутном ветре.

B. Режим наибольшей крейсерской мощности (0,85 от номина­ла, 52° по УПРТ).Этот крейсерский режим применяется для поле­та по расписанию при встречном ветре и в штиль. Продолжитель­ность работы двигателей на этом режиме неограниченна.

Г. Номинальный режим работы двигателей (65° по УПРТ).Этот режим используется при наборе высоты и в особых случаях поле­та (полет в условиях обледенения, при отказе одного из двигателей, высоких температурах наружного воздуха, обходе грозы) в течение не более одного часа непрерывной работы.

Таблица 24. 1

Крейсерские режимы горизонтального полета самолета Ан-24

Режим полета выбирается в зависимости от условий полета. Наивыгоднейшая скорость полета для нужного режима находится по табл. 24.1 сучетом полетного веса самолета и высоты полета. Рассмотрим на примере порядок пользования таблицей крейсер­ских режимов.

Пример. Полетный вес самолета 0 = 19000 км; по маршруту полета прог­нозируется встречно-боковой ветер; высота полета H=6000 м; температура воздуха на земле t₀= + 15°. Определить наивыгоднейший режим полета и наивы­годнейшую скорость.

Решение. 1. Выбираем наивыгоднейший режим полета. Так как по мар­шруту полета прогнозируется встречно-боковой ветер, то для полета по распи­санию необходимо использовать режим наибольшей крейсерской мощности.

2. Находим по табл. 24.1 наивыгоднейшую скорость полета. По данным о долетном весе самолета и высоте полета получаем: V_и = 462 км/ч, V_пр =362 км/ч.

Все данные таблицы режимов соответствуют условиям полета при стандартной температуре наружного воздуха и нормальной регулировке двигателей. При увеличении или уменьшении темпера­туры наружного воздуха на каждые 5°С от стандартной расход топлива соответственно уменьшается или увеличивается примерно на 1 % при выдерживании одной и той же скорости полета.

Полет на режимах А и Б осуществляется путем выдерживания заданной скорости по прибору, для чего необходимо регулировать работу двигателей, не превышая при этом режима 52° по УПРТ.

Полет на режимах В и Г осуществляется путем выдерживания заданного режима работы двигателей (заданного УПРТ), но при этом скорость полета не должна превышать наибольшую допусти­мую скорость по прибору (460 км/ч).

Часовой расход топлива и истинную воздушную скорость поле­та для полетных весов, не указанных в табл. 24.1, следует опреде­лять путем интерполирования или принимать для ближайшего по­летного веса.