Розрахунок істинної повітряної швидкості
Істинна повітряна швидкість по свідченню однострілочного покажчика швидкості розраховується по формулі
Vи= Vпр+(±?V)+ (±?Vм)
де Vпр — приладова повітряна швидкість; ?V — інструментальна поправка покажчика повітряної швидкості; ?VМ — методична поправка
покажчика повітряної швидкості на зміну густини повітря.
Розглянута формула застосовується для розрахунку істинної швидкості при польоті на літаках з поршневими двигунами.
Приклад. Н760пр =3000 м; tH = — 10°; Vпр = 300 км/ч; ?V = + 5 км/ч. Визначити істинну повітряну швидкість.
Рішення. 1. Виправляємо свідчення покажчика повітряної швидкості на інструментальну поправку:
Vпр.испр = Vпр + (±?V) = 300 + ( + 5) =305 км/ч.
2. Враховуємо за допомогою НЛ-10М ( 6.1) методичну поправку покажчика повітряної швидкості на зміну густини повітря
і знаходимо істинну швидкість: Vи = 350 км/ч.
4. Розрахунок приладової повітряної швидкості для однострілочного покажчика швидкості
Приладова повітряна швидкість розраховується для того, щоб по покажчику швидкості витримувати у польоті, якщо це потрібне,
задану істинну повітряну швидкість. Приладова повітряна швидкість розраховується по формулі
Vпр = Vи— (± ?Vм) — (± ?V).
Приклад. Н760пр=1500 м; tн = + 10°; Vн = 320 км/ч; ?V= — 5 км/ч. Визначити приладову повітряну швидкість.
Рішення. 1. Виправляємо істинну повітряну швидкість по НЛ-10М на методичну поправку унаслідок зміни густини повітря. Для
цього температуру повітря на висоті польоту, узяту па шкалі 11, необхідно підвести проти висоти польоту по шкалі 12. Потім проти істинної повітряної швидкості, узятої по шкалі 14, прочитати по шкалі 15 виправлену швидкість: Vпр испр = 295
км/ч.
2. Враховуємо інструментальну поправку і визначаємо Vпр.
Vпр= Vпр испр — (± ? V) = 295 — (—5) = 300 км/ч.
5. Розрахунок істинної і приладової повітряної швидкості
в думці
У польоті не завжди є можливість розрахувати повітряну швидкість за допомогою навігаційної лінійки. Тому необхідно уміти
приблизно розрахувати швидкість в думці. Крім того, такий розрахунок дозволяє контролювати правильність інструментальних
обчислень і тим самим запобігати в них грубим помилкам. Для наближеного розрахунку повітряної швидкості в думці потрібно
запам'ятати методичні поправки до покажчика швидкості на основних висотах польоту. Звичайно ці поправки даються у відсотках від швидкості польоту (табл. 6.2).
При визначенні істинної швидкості методичні поправки додаються до швидкості по приладу, а при визначенні приладової
швидкості віднімаються із заданої істинної швидкості. Решта поправок покажчика швидкості, якщо вони є учитывают-. ця при розрахунку швидкості в думці за загальними
правилами.
Приклад. Н760пр = 3000 м; Vпр=300 км/ч. Опредліть істинну повітряну швидкість розрахунком в думці.
Рішення. 1. Знаходимо величину методичної поправки покажчика швидкості: для висоти 3000 м поправка рівна 16% від приладової
швидкості, що складає 45 км/ч.
2. Визначаємо істинну повітряну швидкість: Vи = 300 + 45 = 345 км/ч.
6. Розрахунок істинної повітряної швидкості по свідченню широкої стрілки комбінованого покажчика швидкості
На швидкісних літаках для вимірювання повітряної швидкості встановлюється комбінований покажчик швидкості КУС-1200. Його
широка стрілка показує приладову повітряну швидкість, а вузька — наближене значення істинної повітряної швидкості.
Істинна швидкість по свідченню широкої стрілки КУС розраховується по формулі
Vи = Vпр + ( ± ? V) + ( ± ? Va) +(- ? Vсж) + ( ± ?Vм)
де Vпр — свідчення широкої стрілки; ?V — інструментальна поправка покажчика швидкості для широкої стрілки; ?Va — аеродинамічна
поправка покажчика швидкості; ?Vcж — поправка на стисливість повітря; ?Vм— методична поправка покажчика швидкості на зміну густини повітря.
Приклад. H760пр = 6000 м; свідчення широкої стрілки Vпр=400 км/ч; свідчення вузької стрілки Vпр-кус = 535 км/ч; ?V = + 6
км/ч; ?Vа = —20 км/ч; ?Vсж = —6 км/ч; свідчення термометра зовнішнього повітря на висоті польоту tпр = —37°. Визначити істинну повітряну швидкість.
Рішення. 1. Знаходимо по свідченню вузької стрілки КУС поправку до свідчення термометра зовнішнього повітря і визначаємо
фактичну температуру на висоті польоту. Поправка до свідчення термометра визначається по спеціальній шкалі ( 6.2.). Вона враховує нагрівання приймача електричного термометра ТНВ-15 в загальмованому потоці. Фактична температура повітря
на висоті польоту tн=tпр—?t. Для даного прикладу t?=5°. Отже, tн = — 37°—5°= —42°
2. Визначаємо по таблиці поправки ?V ?Vа і ?Vсж (в прикладі вони дані в умові). Приладові (для широкої і вузької стрілок)
і аеродинамічні поправки комбінованого покажчика швидкості приведені в табл. 6.3.
3. Визначаємо приладову виправлену швидкість:
Vпр.испр = Vпр+ (± ?V) + (± ?Vа) + (-?Vсж)= 400 + (+6) + (-30) + (-6) = 380 км/ч.
4. Враховуємо за допомогою НЛ-10М методичну поправку на зміну густини повітря і визначаємо істинну швидкість:
Vист = 500 км/ч.
Методична поправка для свідчення широкої стрілки КУС на НЛ-10М враховується так само, як і для свідчення однострілочного
покажчика швидкості (див. 6.1).
6.2. Шкали поправок до свідчень ТНВ-15
7. Розрахунок істинної повітряної швидкості по вузькій стрілці
КУС
Вузька стрілка КУС пов'язана з додатковим механізмом, що складається з блоку анероидных коробок, який автоматично вводить
методичну поправку на зміну густини повітря з висотою польоту якщо температура повітря змінюється з висотою відповідно до стандартної атмосфери. Тому при температурі на висоті польоту,
не відповідної розрахункової, вузька стрілка указуватиме істинну швидкість з деякою погрішністю.
Крім того, вузька стрілка показує повітряну швидкість, автоматично враховуючи поправку на стисливість повітря.
Таблиця 6.3
Приладові і аеродинамічні поправки комбінованого покажчика швидкості
—
Таким чином, при розрахунку істинної швидкості по вузькій стрілці КУС необхідно мати інструментальну, аеродинамічну і методичну
температурну поправки. Істинна повітряна швидкість по вузькій стрілці КУС розраховується по формулі:
Vи = V пр.КУС + (±? V )+ (±? Vа) + (±?Vt)
де Vпр.КУС — свідчення вузької стрілки; ? V — інструментальна поправка покажчика для вузької стрілки; ? V а — аеродинамічна
поправка покажчика швидкості; ?Vt — методична температурна поправка покажчика швидкості.
Приклад.Н760пр=5100 м; Vпр. КУС=510км/ч; Vпр=396 км/ч; ?V=+6 км/ч;?Vа = —20 км/ч; свідчення термометра зовнішнього повітря
на висоті польоту tпр= —32°. Визначити істинну повітряну швидкість.
Рішення. 1. Знаходимо по свідченню вузької стрілки КУС поправку до свідчення термометра зовнішнього повітря і визначаємо
фактичну температуру на висоті польоту:
?t=4°; tH = —32°—4°= — 36°.
2. Визначаємо по таблиці поправки ? V і ? V а (в прикладі поправки вказані в умові). Аеродинамічна поправка знаходиться по
свідченню широкої стрілки КУС. На деяких літаках складені таблиці в яких вказані сумарні поправки окремо для широкої і вузької стрілок КУС.
3. Визначаємо виправлену швидкість для вузької стрілки КУС:
V пр.КУСиспр = V пр.КУС + (±?V ) + (±?V ) = 500 + (+ 6) + (— 20) = 486 км/ч.
4. Враховуємо за допомогою НЛ-10М методичну температурну поправку і визначаємо істинну швидкість.
Для цього необхідно температуру повітря на висоті польоту, узяту по шкалі 11, підвести проти висоти польоту по червоній шкалі
13. Потім проти приладової виправленої швидкості, узятої по шкалі 15, прочитати по шкалі 14 істинну швидкість V и=470 км/ч.
8. Розрахунок свідчення широкої стрілки КУС для заданої істинної швидкості
Приладова швидкість для широкої стрілки КУС розраховується по формулі V пр = V и-(± ? V м)-(-? V сж)-(± ? V а)-(± ? V).
Приклад Н760пр= 6600 м; Vи = 500 км/ч; температура повітря на висоті польоту tн= —40°; ?V= +5 км/ч; ?Vа= —18 км/ч; ? Vсж=
—5 км/ч. Визначити приладову швидкість для широкої стрілки КУС.
Рішення. 1. Виправляємо за допомогою НЛ-10М істинну швидкість на методичну поправку унаслідок зміни густини повітря. Для
цього необхідно температуру повітря на висоті польоту, узяту по шкалі 11, підвести проти висоти польоту по шкалі 12. Потім проти істинної повітряної швидкості, узятої по шкалі 14, прочитати по шкалі 15 виправлену швидкість: Vпp испр = 365
км/ч.
2. По отриманій виправленій швидкості визначаємо по таблицях поправки ? V ? V а і ? V сж (в прикладі поправки вказані
в умові).
3. Розраховуємо приладову швидкість:
VПР=Vпр.испр -(- ?V сж) - (± ?Vа)- (± ?V)= 365-(-5)-(-18) -(+5)= 383 км/ч.
Розділ 7 ОБЛІК ВПЛИВУ ВІТРУ НА ПОЛІТ ЛІТАКА
1. Вітер навігаційний і метеорологічний
Повітряні маси постійно рухаються щодо земної поверхні в горизонтальному і вертикальному напрямах. Горизонтальний рух повітряних
мас називається вітром. Вітер характеризується швидкістю і напрямом. Вони змінюються з часом, із зміною місця і із зміною висоти.
Із збільшенням висоти в більшості випадків швидкість вітру збільшується, а напрям змінюється. На великих висотах, на яких
виконуються польоти літаків з ГТД, швидкість вітру може досягати 200— 300 км/ч і більш. Такі вітри головним чином спостерігаються в зоні струменевих течій. Відзначені випадки, коли швидкість вітру в таких течіях
складала 650—750 км/ч.Для забезпечення точного літаководіння необхідно враховувати вплив вітру иа політ літака. До польоту швидкість і напрям вітру по висотах визначають на метеостанції по картах барической топографії, складених на
підставі даних вітрового радіозондування атмосфери. У польоті вітер визначається штурманом або пілотом шляхом відповідних промеров і розрахунків. Існує два поняття про напрям
вітру: навігаційне і метеорологічне.
Навігаційним напрямом вітру (НВ) називається кут, укладений між північним напрямом магнітного меридіана і напрямом в крапку,
куди дме вітер. Відлічується воно від північного напряму магнітного меридіана за годинниковою стрілкою від 0 до 360° ( 7.1).
Метеорологічним напрямом вітру називається кут, укладений між північним направленням меридіана і напрямом з крапки, звідки
дме вітер. Звичайно на метеостанції відлічують метеорологічний напрям вітру щодо північного напряму істинного меридіана, тобто кут
?и.
В цілях спрощення розрахунків екіпажам, що проводять зліт і посадку, повідомляється метеорологічний напрям вітру у Землі,
відлічене щодо магнітного меридіана, тобто на метеостанції вводять поправку на магнітну відміну якщо воно більш 10°.
Напрям вітру на висотах польоту, відлічене від істинного меридіана, льотний склад самостійно переводить в напрям вітру,
відлічений щодо магнітного меридіана. Метеорологічний напрям вітру ? = ?и-(±?м).
Магнітна відміна ?м береться для району розташування метеостанції.
Приклад. ?и=200°; ?м = —15°. Визначити ?. Рішення. ?=?и—(±?м) =200°—(—15°) =215°.
В штурманських розрахунках використовується навігаційний напрям вітру, або так званий навігаційний вітер. Переклад метеорологічного
напряму вітру в навігаційне і назад виконується по формулах: НВ = ? ± 180°; ? = НВ ± 180°.
7.2. Переклад швидкості вітру (м/сек в км/ч і назад)
Знак плюс береться, якщо ? або НВ менше 180°, а знак мінус — якщо ? або НВ більше 180°.
Швидкістю вітру U називається швидкість руху повітряних мас щодо земної поверхні. Швидкість вітру вимірюється в кілометрах
в годину або в метрах в секунду. Щоб перейти від одних одиниць вимірювання до інших наприклад від метрів в секунду до кілометрів в годину, необхідно швидкість вітру в метрах в секунду помножити на 3,6, т:
е. U км/ч = U м/сек·3,6:
Переклад швидкості вітру, вираженої в метрах в секунду, в швидкість, виражену в кілометрах в годину, можна здійснювати
підрахунком в думці по спрощеній формулі
U км/ч = U м/сек · 4
Приклад. U=20 м/сек, перевести в кілометри в годину. Рішення.
U км/ч = U м/сек·4=72 км/ч.
При штурманських розрахунках для переходу від швидкості вітру в метрах в секунду до швидкості його в кілометрах в годину
і назад користуються НЛ-10М ( 7.2).
2. Навігаційний трикутник швидкостей, його елементи і їх взаємозалежність
Літак щодо повітряної маси переміщається з повітряною швидкістю у напрямі своєї подовжньої осі. Одночасно під дією вітру
він переміщається разом з повітряною масою в напрямі і із швидкістю її руху. В результаті рух літака щодо земної поверхні відбуватиметься по рівнодіючій, побудованої на складових швидкостях літака і
вітру. Таким чином, при польоті з бічним вітром вектори повітряної швидкості путній швидкості і швидкості вітру утворюють трикутник ( 7.3), який називається навігаційним трикутником швидкостей.
Кожний вектор характеризується напрямом і величиною.
Вектором повітряної швидкості називається напрям і швидкість руху літака щодо повітряних мас. Його напрям визначається
курсом літака, а величина — значенням повітряної швидкості.
7.3. Навігаційний трикутник швидкостей і його елементи
Вектором путньої швидкості називається напрям і швидкість руху літака щодо земної поверхні. Його напрям визначається путнім
кутом, а величина — значенням путньої швидкості.
Вектором вітру називається напрям і швидкість руху повітряної маси щодо земної поверхні. Його напрям визначається напрямом
вітру, а величина — значенням його швидкості.
Навігаційний трикутник швидкостей має наступні елементи:
МК — магнітний курс літака;
V — повітряна швидкість;
МПУ— магнітний шляховий кут (може бути заданим —ЗМПУ і фактичним — ФМПУ);
W — путня швидкість;
НВ — навігаційний напрям вітру;
U — швидкість вітру;
ВУС — кут зносу;
УВ — кут вітру.
Фактичним магнітним путнім кутом називається кут, укладений між північним напрямом магнітного меридіана і лінією фактичного
шляху. Відлічується від північного напряму магнітного меридіана до лінії фактичного шляху по ходу годинникової стрілки від 0 до
360°.
Кутом зносу називається кут, укладений між подовжньою віссю літака і лінією шляху. Відлічується від подовжньої осі літака
до лінії шляху управо із знаком плюс і вліво із знаком мінус.
Кутом вітру називається кут, укладений між лінією шляху (фактичної або заданої) і напрямом навігаційного вітру. Відлічується
від лінії шляху до напряму вітру по ходу годинникової стрілки від 0 до 360°.
Між елементами навігаційного трикутника швидкостей існує наступна залежність:
МК = МПУ - (± ВУС);
Ос = V cos ВУС;
МПУ = МК + (± ВУС);
CB = U cos УВ;
ВУС = МПУ-МК; W = VсоsУС + UсоsУВ;
УВ = ? ± 180° - МПУ; ? = МПУ + УВ ± 180°.
Оскільки кути зносу звичайно невеликі, а косинуси малих кутів близькі до одиниці, то можна вважати, що WV+UсоsУВ.
Приведені вище формули використовуються для розрахунку елементів навігаційного трикутника швидкостей.
Кут зносу і путня швидкість є основними навігаційними елементами, тому потрібно твердо знати, як вони залежать від зміни
повітряної швидкості, швидкості вітру і кута вітру.
Залежність кута зносу і путньої швидкості від повітряної швидкості літака. При незмінному вітрі і курсі літака путня швидкість
змінюється відповідно зміні повітряної швидкості, тобто із збільшенням повітряної швидкості путня швидкість стає більшою, а із зменшенням — менше ( 7.4). Вважають, що зміна
повітряної швидкості викликає пропорційну зміну путньої швидкості, тобто наскільки змінилася повітряна швидкість настільки відповідно зміниться і путня швидкість.
Кут зносу із зростанням повітряної швидкості зменшується, а з її зменшенням — збільшується.
Залежність утла зносу і путньої швидкості від швидкості вітру.
При постійній повітряній швидкості і курсі літака із збільшенням швидкості вітру кут зносу збільшується, а при її зменшенні
— зменшується ( 7.5).
Путня швидкість при попутному і попутно-бічному вітрі із зміною швидкості вітру змінюється так само, як і кут зносу. При
стрічному і стрічно-бічному вітрі із збільшенням швидкості вітру путня швидкість