CC BY
231
2013
НАУЧНЫЙ ВЕСТНИК МГТУ ГА
№ 188
УДК 629.735.015
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЗАХОДА НА ПОСАДКУ И ПОСАДКИ САМОЛЕТА ИЛ-76 С РАЗЛИЧНЫМИ ПОСАДОЧНЫМИ МАССАМИ И ПРИ ОТКАЗЕ ДВИГАТЕЛЕЙ
В.Г. КИСЕЛЕВИЧ, М.С. КУБЛАНОВ, В.Г. ЦИПЕНКО
С помощью математического моделирования проведено исследование особенности поведения самолета Ил-76 на этапах захода на посадку и посадки с различными значениями посадочной массы при отказах двигателей.
Ключевые слова: математическое моделирование, самолет Ил-76, отказ двигателя, посадочная масса.
С помощью Системы математического моделирования динамики полета летательных аппаратов (СММ ДП ЛА) [1 - 4] исследовались случаи захода на посадку и посадка самолета Ил-76 с различными значениями посадочной массы при отказе одного или двух двигателей. При этом предполагалось, что отказ двигателей произошел в полете, и рассматривался только завершающий этап захода на посадку - движение по глиссаде после пролета ближнего привода до приземления самолета.
Исследовались траектории полета самолета в условиях МСА, не осложненных ветром или осадками, с посадкой на равнинный аэродром (Наэр = 0). Другие функциональные отказы, кроме отказа двигателей, не вводились.
Условия моделирования были выбраны следующие:
Вариант № 1. Заход на посадку и посадка без отказа двигателей (базовый вариант), посадочная масса 150 т (максимальная по РЛЭ), конфигурация 8з/8пр = 43°/25° (посадочная), центровка х т = 0,25.
Вариант № 2. Заход на посадку и посадка с одним крайним неработающим двигателем, посадочная масса 150 т, конфигурация 8з/8пр = 43°/25°, центровка х т = 0,25.
При расчетах этого варианта согласно РЛЭ [5] скорость снижения по глиссаде задавалась больше, чем при посадке со всеми работающими двигателями на 10 км/ч, т.е. для посадочной массы 150 т скорость снижения задавалась равной 265 км/ч (здесь и далее - по прибору).
Вариант № 3. Аналогичен варианту № 2, но самолет имеет посадочную массу 165 т, на 15 т превышающую максимальную посадочную, определенную РЛЭ [5]. В этом случае скорость захода на посадку равна 275 км/ч.
Вариант № 4. Заход на посадку и посадка с двумя неработающими двигателями, посадочная масса 150 т (максимальная), конфигурация 8з/8пр = 30° /25° , центровка х т = 0,25. В данном
случае моделировался режим, при котором отказавшие двигатели расположены симметрично. Согласно [5] в этом случае для обеспечения нормальной посадки в вычислительном эксперименте скорость снижения по глиссаде выдерживалась равной 270 км/ч, а в процессе выравнивания скорость уменьшалась до посадочной 260 км/ч - 270 км/ч.
Вариант № 5. Аналогичен варианту № 4, но самолет с двумя неработающими двигателями заходит на посадку с посадочной массой 165 т.
Во всех случаях самолет к началу отслеживания параметров его динамики полета был сбалансирован в соответствии с его конфигурацией.
Все рассмотренные расчетные случаи и результаты расчетов, включающие в себя ряд оцениваемых параметров движения самолета, сведены в табл. 1, в которой приняты следующие обозначения: потк - число отказавших двигателей; тпос - посадочная масса самолета; 8з - угол отклонения закрылков, Укеб - скорость захода на посадку; Уу - вертикальная скорость сниже-
8
В.Г. Киселевич, М.С. Кубланов, В.Г. Ципенко
ния; 8в - угол отклонения руля высоты; а - угол атаки; 1;нв - время начала выравнивания; Ннв -высота начала выравнивания; 8вшах - максимальный расход руля высоты в процессе выравнивания; 1кас - время касания ВПП; пушах - максимальная перегрузка в процессе выравнивания; Укас -скорость касания ВПП.
Анализ результатов вычислительного эксперимента позволил сделать следующие выводы:
1. В процессе захода на посадку самолет Ил-76 в стандартной посадочной конфигурации с максимальной посадочной массой 150 т со всеми работающими двигателями способен точно отслеживать посадочную глиссаду и заданную скорость, обеспечивая балансировку лишь незначительными отклонениями руля высоты. Вертикальная скорость снижения при выравнивании обеспечивает приземление самолета с перегрузкой пушах = 1,08.
2. При отказе одного двигателя самолет с теми же посадочной массой и конфигурацией также точно отслеживает глиссаду, выдерживая рекомендованную РЛЭ скорость, на 10 км/ч превышающую расчетную скорость для данной посадочной массы.
3. Самолет с посадочной массой 165 т, заходя на посадку с одним неработающим двигателем, также точно отслеживает глиссаду, выдерживая рекомендованную РЛЭ скорость. В данном случае увеличенная высота начала выравнивания обеспечивает мягкое приземление самолета при незначительном расходе руля высоты и практически при той же перегрузке на участке выравнивания.
4. Анализ параметров посадки самолета с двумя неработающими двигателями при посадочной массе 150 т показал, что самолет снижается, точно отслеживая глиссаду и скорость полета при незначительном расходе руля высоты.
5. Рассмотренный вариант самого тяжелого случая захода на посадку самолета с повышенной посадочной массой 165 т при двух неработающих двигателях показал, что самолет Ил-76 и в этих условиях обеспечивает приемлемую посадку с вертикальной скоростью снижения в момент касания ВПП не более 1 м/с и перегрузкой пушах = 1,1.
Таблица 1
Расчетные случаи и результаты вычислительного эксперимента (заход на посадку и посадка самолета Ил-76)
№ варианта Расчетные случаи Параметры участка снижения Параметры участка выравнивания Примечание
потк ^ось т 5з, град х т УиЕБ, км/ч Уу, м/с 8в, град а, град tнв, с Ннв, м 5 шах Ов , град tкас, с п шах пу Укас, км/ч
1 — 150 43 0,25 250 -3,2 -4,0 3,9 11,5 10,0 -21,0 14,0 1,08 240
2 1 150 43 0,25 260 -3,4 -3,0 2,0 10,0 13,0 -10,0 16,5 1,14 250
3 1 165 43 0,25 275 -3,6 -3,0 2,0 9,5 13,0 -8,0 13,5 1,10 265 Имел место участок выдерживания около 2 с
4 2 150 30 0,25 260 -3,4 -1,0 10,0 10,0 13,0 -3,0 14,0 1,02 250
5 2 165 30 0,25 275 -3,6 -1,0 10,0 9,5 13,0 - 4,0 15,0 1,10 265 Касание с Уу = 1 м/с
ЛИТЕРАТУРА
1. Кубланов М.С. Математическое моделирование. Методология и методы разработки математических моделей механических систем и процессов. Моделирование систем и процессов. - 3-е изд., перераб. и доп.: учеб. пособие. - М.: МГТУ ГА, 2004. - Ч. I.
2. Система математического моделирования динамики полета воздушных судов на базе персональных ЭВМ: Отчет о НИР (промежуточный) / Моск. ин-т инженеров гражд. авиации (МИИГА); Руководитель Ципенко В.Г. Ответственный исполнитель М.С. Кубланов. - № ГР 01910018045; Инв. № 02910024435 - М., 1991.
3. Кубланов М.С., Ципенко В.Г., Барилов Д.Д. Архитектура системы математического моделирования динамики полета летательных аппаратов // Математическое моделирование в задачах летной эксплуатации воздушных судов: сб. науч. тр. - М.: МИИГА, 1993. - С. 3 - 11.
4. Кубланов М.С. Математическое моделирование аварии Ил-76 в Иркутске 26.07.99 // Научный Вестник МГТУ ГА, серия Аэромеханика и прочность. - 2000. - № 23. - С. 21 - 27.
5. Ил-76Т (ТД). Руководство по летной эксплуатации. Книга первая. - М., 1984.
MODELING OF APPROACH AND LANDING OF PLANE IL-76 WITH DIFFERENT LANDING MASSES AND FAILURES OF ENGINES
Kiselevich V.G., Kublanov M.S.,Tcipenko V.G.
By mathematical modeling it is leaded investigations of the plane I1-76 conduct at stages of approach and landing with different landing masses and failures of engines.
Key words: mathematical modeling, the plane Il-76, failure of engine, landing mass.
Сведения об авторах
Киселевич Владимир Григорьевич, 1959 г.р., окончил Всесоюзный политехнический институт (1986), соискатель кафедры аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, 1-й заместитель генерального директора - директор по производству ФГУП "Международный аэропорт Оренбург", автор 3 научных работ, область научных интересов - летная эксплуатация воздушных судов.
Кубланов Михаил Семенович, 1945 г.р., окончил МГУ им. М.В. Ломоносова (1968), доктор технических наук, профессор кафедры аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, автор более 100 научных работ, область научных интересов - механика, математические методы моделирования.
Ципенко Владимир Григорьевич, 1938 г.р., окончил МЭИ (1961), доктор технических наук, профессор, заведующий кафедрой аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, автор более 280 научных работ, область научных интересов - аэродинамика, динамика полета и летная эксплуатация воздушных судов.
