Атмосферное давление в авиации

QNH, QFE, QNE. Установка давления на высотомере.

Барометрический метод измерения высоты, несмотря на свою примитивность, по сей день является основным в авиации. Барометрические высотомеры на самом деле измеряют не высоту, а атмосферное давление. Зная, как изменяется давление с высотой, легко определить высоту. Изменение высоты на единицу давления называется барической ступенью, которая и закладывается в механизм высотомера. Для корректной работы высотомера на специальной шкале необходимо установить исходное давление, то есть давление, которое будет соответствовать нулю высоты. Существуют три общепринятых варианта установки давления, которые обозначаются как QNH, QFE и QNE.

Конечно, в зависимости от условий, реальная барическая ступень будет меняться, но поскольку самолеты преодолевают огромные расстояния за сравнительно небольшое время, нет никакого смысла определять высоту исходя из условий в данной точке. В авиации применяется так называемая международная стандартная атмосфера (ISA). МСА — это модель, в которую заложена в числе прочего барическая ступень и давление на уровне моря. В условиях стандартной атмосферы 1 мм ртутного столба соответствует 11 метрам высоты, а 1 hPA (Гегтопаскаль) 9 метрам. Стандартное давление на уровне моря составляет 760 мм ртутного столба или 1013,25 Гектопаскалей. В некоторых странах, например в США, используют дюймы ртутного столба, и стандартное давление составляет 29.92 дюйма ртутного столба.

Чтобы высотомер мог измерить высоту, ему необходимо задать начало отсчета, т.е. установить давление, которое будет соответствовать нулю высоты. Сразу возникает вопрос, что принять за ноль. Можно принять высоту аэродрома, можно уровень моря, но ни то ни другое не подойдет для длительных перелетов на большие расстояния. Поскольку атмосферное давление — величина переменная, крайне важно чтобы на высотомере было установлено актуальное давление, в противном случае реальная высота может значительно отличаться от индицируемой на приборе, что прямо угрожает безопасности полета.

Сегодня в авиации применяются три системы отсчета барометрической высоты: QNH, QFE, QNE. Стоит оговориться, что это не аббревиатуры, а оставшиеся со времен широкого применения азбуки Морзе радиотелефонные коды.

QNH, QFE, QNE. Уровни начала отсчета высоты.

QNH – это давление на уровне моря в точке измерения, еще его называют давлением приведенным к уровню моря. Если вы установите давление QNH на высотомере, то получите свое превышение относительно уровня моря. После посадки, высотомер, на котором установлено QNH аэродрома, должен показать превышение аэродрома.

QFE – давление, измеренное на уровне аэродрома. Установив давление аэродрома и находясь на этом аэродроме, на высотомере увидим ноль.

QNE – стандартное давление, его значение закреплено документально, и оно постоянно. Как уже говорилось ранее, в зависимости от применяемых единиц измерения, стандартное давление может принимать следующий вид: 760 mmHg; 1013,25 hPA или 29,92 inHg. Кстати, поскольку давление величина переменная, выдерживая постоянное давление самолет фактически не находится в горизонтальном полете. Установив стандартное давление на высотомере, получаем высоту от условного уровня, который может находиться как над уровнем моря, так и под ним (в зависимости от атмосферных условий).


Изменение давления по маршруту полета и
изменение абсолютной высоты при выдерживании постоянной высоты
по стандартному давлению.

Последовательность установки давления.

Если говорить о «большой» авиации, которая летает высоко и далеко, последовательность установки давления выглядит следующим образом.

В зависимости от правил применяемых в конкретной стране и авиакомпании, при подготовке к вылету на высотомере устанавливают текущее значение QNH или QFE аэродрома вылета. Далее в наборе высоты на так называемой высоте перехода, как следует из названия, осуществляется «переход» на стандартное давление (QNE). Высота перехода может быть как своя на каждом аэродроме (как правило, 1000-2000 метров), так и единая на территории государства. Полет по маршруту выше высоты перехода выполняется по давлению QNE, т.е. по стандартному. В снижении, пересекая эшелон перехода, экипаж устанавливает QNH или QFE измеренные на аэродроме посадки. Эшелон перехода, аналогично высоте перехода, может быть как свой для конкретного аэродрома, так и единый для целого государства, например в США на всей территории установлены высота и эшелон перехода 18000 футов.

Крайне важно чтобы на высоте перехода экипаж установил стандартное давление. Вертикальное эшелонирование воздушных судов осуществляется по данным о высоте автоматически передаваемым с борта на землю, именно поэтому необходимо, чтобы на всех воздушных судах высота измерялась от одного и того же уровня. Сегодня во всем мире при полете выше высоты перехода применяется давление QNE, то есть стандартное давление.

Что касается «малой» авиации, которая летает на небольших высотах, выполнение полета по QNH района полета является единственным безопасным методом выдерживания высот. При этом экипаж должен постоянно получать у диспетчера и устанавливать актуальное давление района, над которым проходит полет.

QFE или QNH.

В СССР и России исторически применяется QFE. Однако, с массовой заменой отечественных самолетов на зарубежные обозначилась четкая тенденция перехода на применение QNH.

Немало копий сломано в спорах, что же лучше QFE или QNH, кстати, этот вопрос один из основных в вечном споре двух авиационных школ: западной и советской. Если исключить идеологический подтекст и взглянуть правде в глаза, выполнение полетов по QNH действительно безопаснее.

У QNH есть единственный обоснованный недостаток: при полете в районе аэродрома требуется постоянно держать в голове превышение этого аэродрома. Гораздо логичнее было бы при посадке увидеть на высотомере ноль, что собственно и дает применение QFE.

Стоит напомнить, что высоты препятствий на картах в первую очередь публикуются относительно уровня моря, а значит и высоту лучше измерять относительно уровня моря. Кроме того, при ошибочном переводе давления со стандартного на QNH (или непереходе на QNH), величина вероятной ошибки значительно меньше, чем при переходе со стандартного давления на QFE. Ошибки установки давления QFE на горных аэродромах крайне опасны: если, допустим, превышение аэродрома 1000 метров, и экипаж забыл переставить давление на эшелоне перехода, то при стандартных условиях в процессе захода на посадку экипаж будет фактически занимать высоты на 1000 метров ниже опубликованных. Кстати, при больших превышениях аэродрома шкалы давления на высотомере может просто не хватить для установки низкого давления, при полетах на такие аэродромы применялись специальные методики, что еще больше усложняло работу экипажа.

Сегодня в России по-прежнему широко применяется давление QFE, но допускается и использование QNH. К слову, вся авионика иностранного производства рассчитана на использование QNH, а применение QFE в ряде случаев может привести к некорректной работе бортового оборудования, например системы EGPWS, если источником информации о высоте является баровысотомер.

otto_pilot

otto_pilot

QNH и «минимальное приведённое»

Если мы летим по маршуту вне района аэродрома, но ниже высоты/эшелона перехода, нам нужен какой-то уровень отсчета высоты. Отсчитывать высоту от уровня моря выглядит совершенно очевидным и безусловно лучшим решением. Осталось только выставить на выстотомере давление, соответствующее уровню моря. Для этого у нас есть целых два давления!

ФАП ОРВД: Давление аэродрома (пункта), приведенное к среднему уровню моря по стандартной атмосфере

Читать еще:  Из за чего появляется опухоль мозга

ФАП ОРВД: Минимальное приведенное давление (Pприв.мин) — расчетное значение минимального приведенного к
уровню моря атмосферного давления по местной воздушной линии, маршруту или району полета.

Почти одно и то же, разница только в «стандартной атмосфере», которая используется в одном и не используется в другом варианте.

За разъяснением тонких различий обратимся к метеорологам. Они-то, хоть понимают в чем разница? Есть на просторах сети такое «ИНФОРМАЦИОННОЕ ПИСЬМО о переходе на использование давления, приведенного к среднему уровню моря по стандартной атмосфере (QNH)». В нем много букв и такая понятная картинка:


Уже лучше. В одном случае атмосфера стандартная, а во втором не какая попало атмосфера, а реальная. Там же приводятся вытекающие из этого последствия.

И каким образом эти последствия выражаются.

Итак, у нас есть два давления. Одно — наименьшее давление, приведенное по стандартной атмосфере. Второе — наименьшее, приведенное по реальной атмосфере.
Приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере давление — это QNH.
А приведенное к уровню моря по реальной атмосфере — это?

За пределами Необъятной есть такое поняние QFF.

QFF – давление на станции, приведенное к уровню моря не по стандартной атмосфере, а по фактическим погодным условиям – с учетом измеренных значений температуры и влажности воздуха. Так считает г-жа Сафонова Т.В. в учебнике «Авиационная метеорология».

Да многие, наверное, так считают. По поводу слов «влажность» или » isothermal layer » можно подискуировать, но суть одна и та же: реальная атмосфера против стандартной атмосферы. А сами представления и модели «реальной атмосферы» могут отличаться. Кстати, те, кто открывал иностранные учебники, наверняка знают такие буквы и видели такую табличку, по смыслу полностью соответсвующую картинке выше:

Таким образом, «QNH района» — минимальное значение QNH.
«минимальное приведенное по району» — минимальное значение QFF? Да. Почти.

Если закопаться во всё ещё действующий ФАП-136 или ФАП «Производство Полётов в Государственной Авиации»:

О нет, вроде бы всё понятно было, с приведением к уровню моря, но к времени полёта-то как приводить?

На рисунке справа это 1002.4 с трёхчасовой тенденцией роста на 4 hpa.

Уровни начала отсчета барометрической высоты

В принципе, путем установки давления на шкале барометрического высотомера пилот может сам выбрать уровень, от которого он желает отсчитывать высоту. Но с точки зрения безопасности полетов необходимо, чтобы высоты всех ВС, выполняющих полеты в определенном районе или диапазоне высот, отсчитывались от одного и того же уровня. Поэтому авиационные нормативные документы строго устанавливают, в каких случаях какой уровень начала отсчета высоты следует использовать.

Барометрический высотомер показывает высоту относительно уровня той изобарической поверхности, давление на которой установлено на высотомере. В гражданской авиации высоты отсчитываются от изобарических поверхностей, соответствующих следующим видам давления.

1. Стандартное давлени (QNE) P= 760 мм рт.ст. (1013,2 гПа). Это давление используется в полетах по маршруту на высотах выше так называемой высоты перехода. Стандартное давление – это постоянное число, численно соответствующее давлению на уровне моря в стандартной атмосфере

2. Давление аэродрома Pаэр (QFE). В Российской Федерации используется при взлете и посадке ВС. Давление на каждом аэродроме зависит от превышения аэродрома над уровнем моря, а также от текущих метеоусловий (погоды), поэтому оно каждый день и каждый час разное. Перед вылетом экипаж узнает давление аэродрома во время предполетной подготовки, а перед заходом на посадку его сообщает экипажу диспетчер по управлению воздушным движением.

Но аэродром занимает определенную территорию, в пределах которой из-за различия уровня рельефа в разных точках давление несколько различается. В большинстве случаев под давлением аэродрома понимается давление на уровне порога той взлетно-посадочной полосы (ВПП), с которой самолет взлетает или на которую садится. Порогом же ВПП называется начало той ее части, которая может быть использована для посадки ВС. Как правило, это начало искусственного покрытия ВПП (бетона).

Буква Q в обозначении QFE при назначении данного кода была взята из слова request (запрашивать), а буквы FE произошли от слов field elevation (превышение летного поля).

3. Приведенное минимальное давление Pприв.мин. Это давление не имеет трехбуквенного обозначения, поскольку в международной практике не используется. В Российской Федерации по приведенному минимальному давлению выполняются полеты по правилам визуальных полетов (ПВП) ниже нижнего эшелона (то есть на малых высотах) при полете по маршруту или в районе авиационных работ. Как правило, такие полеты выполняет легкомоторная авиация.

Слово «приведенное» означает, что это не давление в какой-то точке на рельефе местности, а давление пересчитанное (приведенное) по барометрическим формулам к уровню моря. Если в какой-либо точке рельефа выкопать колодец до уровня моря и опустить туда барометр, то он покажет приведенное давление в данной точке местности. Таким образом, приведенное давление – это давление на уровне моря в данном географическом пункте. Конечно, оно определяется не экспериментально (с помощью колодца и барометра), а расчетным путем.

Приближенный расчет приведенного давления можно сделать и самостоятельно. Если в какой-либо точке на рельефе местности с высотой Нрел известно давление P, то приведенное давление составит:

(6.7)

Поскольку рельеф местности обычно выше уровня моря, то давление на уровне моря больше, чем на высоте рельефа (рис. 6.13).

Рис. 6.13. Приведение давления

Данная формула является приближенной и дает правильный результат при высоте рельефа не более нескольких сотен метров. Ведь число 11 в ней – величина барической ступени на уровне моря, а на самом деле барическая ступень увеличивается с высотой. Разумеется, метеорологи приводят давление к уровню моря по более точным формулам, в том числе с учетом фактической температуры воздуха.

Для выполнения полета по маршруту или в районе авиационных работ ниже нижнего эшелона пилоты устанавливают наименьшее из приведенных давлений по маршруту (или району), то есть самое маленькое. Оно и называется минимальным приведенным давлением.

На рис. 6.14 показано несколько изогнутых изобарических поверхностей, пересекающих уровень моря в разных точках маршрута. В этих точках пересечения приведенное давление равно давлению на этих изобарических поверхностях. На данном рисунке минимальное приведенное давление составляет 750 мм рт.ст.

Рис. 6.14. Изобарические поверхности и минимальное приведенное давление

4. Давление аэродрома (или пункта), приведенное к уровню моря по стандартной атмосфере (QNH). Это давление используется в международной аэронавигации при взлете и посадке вместо QFE и при полете на малых высотах (ниже высоты перехода) вместо Pприв.мин.

Буквы NH в обозначении давления произошли от слов nil height (нулевая высота).

QNHэто давление, которое необходимо установить на находящемся на аэродроме высотомере, чтобы он показывал превышение (абсолютную высоту) аэродрома.

Рассмотрим это определение подробнее. Известно, что высотомер показывает высоту над уровнем той изобарической поверхности, давление которой на нем установлено. Поскольку, в соответствии с приведенным определением, высотомер должен показывать высоту аэродрома над уровнем моря (абсолютную высоту), то отсюда, казалось бы, следует, что на высотомере должно быть установлено давление на уровне моря, то есть приведенное давление аэродрома (рис. 6.15). Получается, что QNH это и есть приведенное давление?

Читать еще:  Восстановление миокарда после инфаркта протекает по типу

Рис. 6.15. Приведенное давление аэродрома и QNH

На самом деле все обстоит не совсем так. Пусть самолет с высотомером стоит на аэродроме. Предположим, что мы каким-либо образом узнали приведенное давление аэродрома (давление под аэродромом на уровне моря) и установили его на высотомере. Если бы атмосфера была стандартной, то высотомер, конечно, показал бы правильную абсолютную высоту аэродрома над уровнем моря. Но в условиях нестандартной атмосферы у высотомера имеется методическая температурная погрешность. Если превышение аэродрома, например, Наэр=1000 м, то зимой, когда высотомер завышает высоту больше, он покажет, может быть, 1090 м. Следовательно, установленное на шкале Рприв не является QNH, поскольку не соответствует его определению.

Но известно, что при вращении кремальеры установки давления, изменяется не только давление на шкале, но и высота, которую показывают стрелки высотомера. Следовательно, вращая кремальеру, можно установить стрелки на «правильную» высоту Наэр=1000 м. То давление, которое при этом окажется на шкале давлений и является QNH. Изобарическая поверхность этого давления отстоит от уровня моря на такое расстояние, на которое пришлось сместить стрелки высотомера, то есть на величину температурной погрешности. В приведенном примере на 90 м.

Таким образом, QNH − это такое установленное давление, при котором находящийся на аэродроме высотомер показывает абсолютную высоту без температурной погрешности, то есть правильно. Видимо, в связи с этим среди пилотов распространено мнение, что при установке QNH высотомер показывает абсолютную высоту, то есть высоту над уровнем моря.

Тем не менее, в международной практике высоту полета по давлению QNH принято называть словом altitude, то есть тем же словом, что и абсолютную высоту.

Разность между QNH и давлением на аэродроме QFE является постоянной для каждого аэродрома. Она не зависит ни от фактической температуры, ни от самого давления и численно равна превышению аэродрома Наэр, выраженному в единицах давления в соответствии со стандартной атмосферой. Эта разность публикуется в Сборниках аэронавигационной информации на карте захода на посадку и используется для перехода от QFE к QNH и обратно.

Давление QNE, QFE и QNH.

QNE — стандартное давление.

На высотомере устанавливается заранее определенное значение 1013 ГПа / 29.92 д.рт.ст / 760 мм.рт.ст.

При установке такого давления на высотомере, отображаемая прибором высота никоим образом не будет привязана ни к реальной высоте полета, ни к изменяющемуся атмосферному давлению.

Смысл установки стандартного давления в том, что при полетах экипажу не придется каждый раз переставлять давление при переходе из одной погодной зоны в другую. Но при этом у всех воздушных судов, установивших стандартное давление (QNE), будет единая точка отсчета высоты, и, соответственно при полете на разных высотах будет обеспечиваться тот самый вертикальный интервал, ради которого все это и делается.

Стандартное давление пилот обязан установить при пересечении высоты перехода.

Давление QNH или QFE устанавливается ниже эшелона перехода. Давление QNH или QFE и эшелон перехода дается диспетчером круга/подхода.

QNH — давление, приведенное к уровню моря.

При установке этого давления на высотомере, прибор будет показывать высоту полета воздушного судна относительно уровня моря.

Данное давление не учитывает высоту аэропорта над уровнем моря. Следовательно, при установке давления QNH аэропорта и нахождении ВС на перроне/ВПП/РД, высотометр ВС покажет высоту соответствующую высоте аэропорта над уровнем моря.

Для того, чтобы определить реальную высоту полета воздушного судна над земной поверхностью, используя этот тип давления потребуется знать лишь превышение рельефа земли над уровнем моря. Эти цифры печатают на любой топографической карте. Т.е. вычитая из высоты на высотомере, превышение рельефа местности над уровнем моря, и получают истинную высоту полета над землей. Однако, поскольку рельеф под самолетом в процессе полета постоянно меняется, значение истинной высоты полета также изменяется, и при пилотировании обычно не используется.

QFE — давление на ВПП аэродрома.

При установке этого давления на высотомере, прибор будет показывать реальную высоту полета воздушного судна относительно ВПП аэродрома.

Давление QFE учитывает высоту аэропорта над уровнем моря. Следовательно, если ВС находится на перроне/ВПП/РД и установлено давление QFE аэропорта – высотомер будет показывать ноль. Поскольку ВПП аэродромов в большинстве случаев расположены на различной высоте относительно уровня моря, при одном и том же атмосферном давлении, давление на этих ВПП также будет различаться.

В коде METAR приводится давление QNH. Зная давление QNH легко определить QFE:

При взлёте и посадке в России на высотомере самолёта установлено атмосферное давление аэродрома (QFE), когда самолёт находится на взлётно-посадочной полосе, высотомер показывает высоту 0. В большинстве других стран, высотомер установлен на давление, приведённое к уровню моря (QNH), то есть высотомер показывает высоту над уровнем моря.

После взлёта экипаж устанавливает стандартное давление (QNE) — 1013 ГПа / 29.92 д.рт.ст / 760 мм.рт.ст.

Высота, при пересечении которой устанавливается стандартное давление, называется высотой перехода.

При снижении, значение давления на высотомере устанавливается при пересечении эшелона перехода. В России при этом устанавливается давление на уровне аэродрома (QFE), во многих других странах давление, приведённое к уровню моря (QNH). Эшелон перехода может изменяться для каждого аэродрома.

Горизонтальный полёт ниже эшелона перехода, но выше высоты перехода (переходный слой) запрещён. В этом диапазоне возможно только снижение или набор высоты.

Дата добавления: 2016-04-22 ; просмотров: 3387 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Атмосферное давление

Атмосферное давление (Р) — это сила, с которой атмосфера давит на единицу горизонтальной поверхности. Оно равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным 1 см2. В качестве единиц измерения давления используются гектопаскали (гПа) и миллиметры ртутного столба (мм рт.ст.) В таблице 4 указаны среднемесячные значения давления в гПа за 4 срока, среднее, минимальное и максимальное давление за каждый месяц и за год. Атмосферное давление — Р (Кишинев,1969 год)

По данным таблицы 4 строим графики годового хода среднего, максимального и минимального давления за каждый месяц. Анализируя атмосферное давление в Кишиневе в 1969 году по приведенной таблице 4 и графику можем наблюдать, что: — годовая амплитуда изменения атмосферного давления составляет — 48,4 гПа; — максимальное давление — 1026,0 гПа, которое наблюдалось в январе; — минимальное давление — 977,6 гПа, которое наблюдалось в июле; — зимой амплитуда изменения атмосферного давления составила 44,3 гПа; весной -38 гПа; летом -35,8 гПа; осенью -41,7 гПа; — наибольшая изменчивость атмосферного давления наблюдалась зимой и осенью. В таблице 4 указаны значения атмосферного давления на уровне аэродрома. Используя барометрическую формулу Лапласа:

приведем к среднему уровню моря величину среднегодового, максимального и минимального давления.

где Н ?высота аэродрома над уровнем моря; РН ? среднегодовое, максимальное или минимальное давление на уровне аэродрома; tср ? среднегодовая температура воздуха.

Читать еще:  Атм давление иваново

Рприв.ср. = гПа Рприв.max = гПа Рприв.min = гПа

Произведя расчет, мы видим, что приведенное среднегодовое значение атмосферного давления (1017,4 гПа) больше давления на уровне моря в стандартной атмосфере (1013,25 гПа), то можно сделать вывод, что в Кишиневе в 1969 году преобладала антициклоническая погода, связанная с областями высокого давления. Влияние температуры и давления на эксплуатационные характеристики воздушных судов Влияние физических характеристик на взлет и посадку самолетов

Чтобы анализировать влияние атмосферных условий на взлет и посадку, необходимо хорошо представлять силы, действующие на самолет в полете. Полная аэродинамическая сила (R), действующая на самолет, может быть выражена формулой:

где: СR коэффициент полной аэродинамической силы; S площадь крыла в плане; массовая плотность воздуха; Vскорость полета относительно воздуха (воздушная скорость самолета). Из формулы видно, что величина полной аэродинамической силы прямо пропорциональна плотности воздуха. Выражение называют скоростным напором. Иными словами это кинетическая энергия единицы объема воздуха: чем больше плотность воздуха, тем больше масса единицы объема и тем больше скоростной напор. Для иллюстрации влияния температуры, давления, и плотности воздуха на полет рассмотрим случай установившегося горизонтального движения.

В этом случае на самолет действуют следующие силы: Х сила лобового сопротивления; Р сила тяги двигателей; У подъемная сила; G вес самолета; — угол атаки крыла.

Силы лобового сопротивления и подъемная являются проекциями полной аэродинамической силы, соответственно, на направление движения самолета и на направление, перпендикулярное траектории полета, и выражаются следующими формулами:

где: CХ коэффициент лобового сопротивления; CУ коэффициент подъемной силы. В случае установившегося горизонтального движения самолета все силы находятся в равновесии:

Подставляя выражение (4) в (3), получаем ту воздушную скорость, при которой выполняется равновесие сил:

Эта скорость называется потребной (Vпотр). Из формулы видно, что потребная скорость обратно пропорциональна плотности воздуха. Так как плотность воздуха с высотой уменьшается, потребная скорость при прочих равных условиях с высотой увеличивается. На высотах в СА около 9 км потребная скорость горизонтального полета примерно на 60% больше потребной скорости на уровне моря. Так как в полете высота выдерживается по барометрическому высотомеру (Р = соnst), то потребная скорость зависит только от температуры воздуха. Подставляя значение плотности воздуха из уравнения состояния газов

в формулу (6), получим:

Из данного выражения следует, что чем выше температура воздуха, тем больше должна быть потребная воздушная скорость горизонтального полета. Для взлета необходимо, чтобы подъемная сила была больше веса самолета, иначе говоря, чтобы скорость отрыва (Vотр) равнялась

где: Су отр коэффициент подъемной силы, соответствующий углу атаки, при котором самолет может безопасно оторваться от земли. Полученное уравнение показывает, что увеличение температуры воздуха влечет за собой увеличение скорости отрыва, а рост давления уменьшение скорости отрыва. Изменение скорости отрыва приводит к изменению длины разбега и взлетной дистанции. Это особенно важно иметь в виду при взлете с горных аэродромов. Например, при повышении температуры на 10°С по сравнению со стандартной у большинства реактивных самолетов при неизменных оборотах двигателя длина разбега увеличивается на 13%, а понижение температуры на 10°С уменьшает длину разбега на 10%. Длина разбега (Lразб) с учетом изменения плотности воздуха выражается следующей формулой:

где: Lразб ст длина разбега в стандартных условиях; относительная плотность воздуха, равная отношению фактической плотности к стандартной. Согласно формуле (9), изменение плотности на аэродроме значительно сказывается на длине разбега. Это влияние особенно ощутимо на горных аэродромах. Если аэродром расположен на высоте 1000 м над уровнем моря, то здесь за счет изменения плотности воздуха при прочих равных условиях длина разбега самолета на 33% больше, чем на аэродроме, находящемся на уровне моря со стандартной плотностью воздуха. Влияние изменения плотности воздуха на длину разбега самолета с поршневыми двигателями меньше, чем для реактивного. Посадка самолета также зависит от атмосферных условий. Температура и давление сказывается на посадочной скорости (Vпос), длине пробега и посадочной дистанции самолета. Посадочная скорость выражается формулой, аналогичной (8), т.е.:

где: Су пос коэффициент подъемной силы, соответствующий условиям безопасной посадки. Чем выше температура воздуха и меньше атмосферное давление, тем больше посадочная скорость. Изменение длины пробега по сравнению с ее стандартным значением выражается формулой:

Lпроб = Lпроб ст (11)

где: Lпроб и Lпроб ст длина пробега при фактической (Т) и стандартной (Тст) температуре; Р и Рст фактическое и стандартное давление. По расчетам отклонение температуры воздуха от стандартной на 10°С изменяет длину пробега на 3,5%. Влияние физических характеристик на располагаемую тягу двигателей Располагаемая тяга (Рр ) турбореактивных двигателей, под которой понимается наибольшая тяга, развиваемая двигателем на данной высоте при допустимом режиме работы, зависит от температуры и давления на уровне полета. С достаточной точностью ее можно выразить формулой:

где: тв масса воздуха, проходящая через двигатель за 1 сек.; С скорость истечения газов на срезе сопла; V воздушная скорость самолета. Из данной формулы видно, что располагаемая тяга прямо пропорциональна расходу воздуха. Так как весовой расход воздуха зависит от его плотности, то повышение температуры или понижение давления приводит к уменьшению располагаемой тяги. При постоянном давлении располагаемая тяга зависит только от температуры воздуха на данной высоте. В случае положительного отклонения температуры воздуха от СА располагаемая тяга уменьшается, а в случае отрицательного увеличивается. С высотой располагаемая тяга уменьшается и зависит от величины вертикального температурного градиента. Чем больше вертикальный температурный градиент, тем меньше уменьшается плотность воздуха и медленнее падает располагаемая тяга. В слоях инверсии и изотермии плотность воздуха с высотой убывает быстрее. Это обуславливает более интенсивное уменьшение располагаемой тяги с высотой.

Соответствующие зависимости силы тяги от температуры и давления и ее отклонения от стандартной для конкретных двигателей приводятся в руководствах по летной эксплуатации (РЛЭ) и других источниках. Влияние физических характеристик на часовой расход топлива Влияние реального состояния атмосферы на часовой расход топлива можно выразить формулой:

Сч и Сч.ст — фактический и стандартный часовой расход топлива; P и Pcт — фактическое и стандартное давление; Т и Тст — фактическая и стандартная температура; При полете на постоянной барометрической высоте эта формула упрощается, так как высота полета задается по барометрическому высотомеру от стандартного нулевого уровня и Р = Рст. Поэтому формула (13) будет иметь вид:

Анализ формул (13) и (14) показывает, что при понижении давления и температуры часовой расход топлива уменьшается. При полетах на малых высотах, где температура и давление возрастают, расход топлива значительно увеличивается.

В том случае, если надо определить количество топлива, необходимое для выполнения полета на определенную дальность, учитывают километровый расход топлива (Ск), который связан с часовым расходом топлива соотношением:

Километровый расход топлива будет наименьшим на предельно допустимой высоте полета. Но выбор режима полета зависит не только от таких факторов, как температура и давление, но и от целого ряда других: скорости и направления ветра, наличия гроз, болтанки, обледенения и др.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector