Авиация и космонавтика 1994 05-06 - [9]
Такой срыв отмечается и после окончания взлета, например при развороте на заданной высоте. В этом случае из-за возникшего крена уменьшится вертикальная составляющая подъемной силы. Ее можно увеличить для уравновешивания силы веса, повышая скорость полета или угол атаки. В последнем случае вновь возникает опасность срыва потока. Кроме того, крен при развороте приводит к увеличению местных углов атаки у опускающейся консоли крыла и возможности появления опасного несимметричного срыва воздушного потока. В целях безопасности взлета в условиях обледенения экипаж должен контролировать состояние поверхности самолета вплоть до разрешения на взлет. Следует отметить, что очищенная ото льда машина может вновь обледенеть за время руления на старт.
Обледенение изменяет и моменты аэродинамических сил. Для восстановления нарушенного равновесия летчик отклоняет рули из-за снижения их эффективности на большую величину.
Современные самолеты отличает наличие мощной механизации крыла, использование которой приводит к значительному смещению центра давлений назад. Для сохранения продольной балансировки самолета стабилизатор размещают в зоне скоса потока (Ан-12) либо обеспечивают возможность его перестановки или поворота (Ил-76), что приводит к увеличению отрицательного угла атаки стабилизатора.
На рис. 3 схематично показано, как скос потока ведет к увеличению истинного угла атаки горизонтального оперения.
На самолетах с поршневыми и турбовинтовыми двигателями использование повышенной мощности силовой установки вызывает увеличение скоса потока за крылом и, следовательно, дальнейший рост абсолютного значения отрицательного угла атаки горизонтального оперения.
Скос потока в области горизонтального оперения непосредственно связан с углом отклонения закрылков и влияет на характеристики устойчивости и управляемости самолета. На рис. 4 представлено изменение усилий на штурвале (Рв) самолета Ан-12 с изменением нормальной перегрузки при обледеневшем стабилизаторе на различных углах отклонения закрылков.
Наиболее резко влияние обледенения проявляется при отклонении закрылков на 40°. В этом случае при перегрузке n>ya = 0,5 усилия на штурвале исчезают; с дальнейшим уменьшением перегрузки они приобретают отрицательное значение. Летчику для уменьшения перегрузки нужно отдать штурвал от себя, преодолевая тянущие усилия, что противоречит естественным ощущениям летчика.
Рис. 3. Влияние скоса потока за крылом на угол атаки горизонтального оперения:
Ј – угол скоса потока; a α.о ист – истинный угол атаки горизонтального оперения; Voo – вектор скорости невозмущенного потока
Рис. 4. Изменение усилий на штурвале при обледенении стабилизатора (скорость полета и режим работы двигателей соответствуют заходу на посадку)
Рис. 5. Влияние обледенения на потребную и располагаемую тяги (для сравнения сплошной линией показан необледенелый самолет): – обледенелый самолет, противообледенительная система включена; – - – то же. противообледенительная система не включена
Образование льда на стабилизаторе на самолетах без гидроусилителей или с гидроусилителями, включенными по обратимой схеме, приводит к резкому изменению усилий на штурвале. При определенных для каждого типа самолета значениях нормальной перегрузки градиент усилий на штурвале по перегрузке приближается к нулю и может даже приобретать отрицательные значения. Это обусловлено изменением шарнирных моментов, что в свою очередь вызывает возникновение местных срывов потока на нижней поверхности стабилизатора вследствие перераспределения давления. Изменения шарнирных моментов при обледенении самолета летчик не ощущает, если в системе управления рулем высоты установлены гидроусилители по необратимой схеме.
Необходимо подчеркнуть, что все неблагоприятные явления при обледенении самолета возникают в случае выключенной или неисправной противообледенительной системы. Летчик должен помнить, что если при снижении придется пробивать облачность, то противообл еден и тельную систему следует включать заблаговременно, на предпосадочном снижении увеличить скорость полета на 10-15 км/ч, а закрылки выпускать в несколько приемов, то есть ступенчато. Такой способ пилотирования исключает «клевки» самолета при выпуске закрылков.
Обледенение приводит и к ухудшению тяговых характеристик двигателей: увеличивается потребная и уменьшается располагаемая тяга (рис. 5). В результате роста силы лобового сопротивления и уменьшения избыточной тяги двигателей уменьшаются максимальная скорость и скороподъемность самолета, что особенно нежелательно при его уходе на второй круг.
Повышенную «чувствительность» к обледенению проявляет осевой компрессор газотурбинного двигателя, так как лед может образовываться на лопатках входного направляющего аппарата. Их обледенение может наступить в течение нескольких минут и приведет к значительному уменьшению тяги двигателя. Серьезными могут быть случаи повреждения льдом лопаток компрессора, особенно если они изготовлены из алюминиевого сплава.
Если при обледенении и не произошло повреждения двигателей, то уменьшение избыточной тяги приведет к тому, что для сохранения скорости полета летчик будет вынужден увеличивать обороты двигателя. При сильном обледенении, даже при работе двигателей на взлетном режиме, тяга может оказаться недостаточной для удержания заданной высоты полета (заданного эшелона). В этом случае необходимо уменьшить высоту полета, чтобы увеличить располагаемую тягу двигателей. В случае если удалось обнаружить обледенение на начальной стадии и имеется избыток тяги, целесообразно увеличить высоту полета.
