CC BY
43
УДК 629.735.015:681.3
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОПУСТИМЫХ УСЛОВИЙ ЭКСПЛУАТАЦИИ САМОЛЕТА ТУ-154М ПРИ ПОСАДКЕ В УСЛОВИЯХ ВЫСОКОГОРЬЯ И ВЫСОКИХ ТЕМПЕРАТУР ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА
В. Г. ЦИПЕНКО, В.Е. МАЛЮГИН
С помощью математического моделирования определены допустимые условия эксплуатации самолета Ту-154М при посадке в условиях высокогорья и высоких температур окружающего воздуха.
Ключевые слова: математическое моделирование, посадка самолета Ту-154М, высокогорье, высокая температура.
Исследования возможностей эксплуатации самолета Ту-154М при посадке в условиях высокогорья и высоких температур окружающего воздуха проводятся на базе данных летных испытаний и математического моделирования с помощью системы математического моделирования динамики полета летательных аппаратов (СММ ДП ЛА), разработанной сотрудниками кафедры аэродинамики, конструкции и прочности ЛА МГТУ ГА [1].
1. Условия проведения вычислительных экспериментов
Согласно п. 7.7.1 РЛЭ самолета Ту-154М [2] условиями безопасности посадки являются выполнение ограничений максимальной допустимой путевой скорости касания и располагаемой длины ВПП. В настоящих исследованиях ограничения длины ВПП не учитываются, так как ограничения на условия эксплуатации по этому фактору приведены в РЛЭ самолета Ту-154М в достаточном объеме (рис. 7.7.5, 7.7.6, 7.7.7, 7.7.8).
Однако к ограничивающим условиям следует добавить недопустимость превышения номинального режима работы двигателей при заходе на посадку, что необходимо для безопасного ухода на второй круг. Этот фактор может стать решающим при заходе на посадку по пологой глиссаде (2°40') на горный жаркий аэродром. Учитывая необходимость маневрирования на глиссаде, предельным значением режима работы двигателей обычно принимается 95 % от номинального (по п. 4.6.2.1 РЛЭ).
Поскольку в РЛЭ самолета [2] не приводятся номограммы ограничений по режиму работы двигателей, то заход на посадку необходимо рассчитать для самолета с одним отказавшим двигателем. Аварийная посадка с двумя или всеми отказавшими двигателями для решения вопроса о расширении области возможной эксплуатации самолета в данном исследовании не рассматривается.
По п. 4.7.1 РЛЭ и по данным расчетов [1] при правильном пилотировании приземление самолета происходит со скоростью на (5 10) км/ч меньше скорости захода на посадку. Однако расчеты показы-
вают, что при "жесткой" посадке эта разница может снижаться до 3 км/ч, а разница скоростей касания основных и передней стоек шасси может доходить даже до 2 км/ч. Исходя из условий безусловной безопасности, примем в качестве приемлемой путевую скорость захода на посадку не более 275 км/ч - на 5 км/ч большую, чем ограничение РЛЭ на скорость касания передней стойки - 270 км/ч (п. 2.5.4.1 РЛЭ).
2. Результаты вычислительных экспериментов по исследованию влияния условий на аэродроме
Вычислительные эксперименты (ВЭ) планировались таким образом, чтобы при заданных значениях посадочной массы самолета и высоты расположения аэродрома последовательными приближениями найти наибольшее допустимое значение температуры атмосферы на аэродроме, при котором заход на посадку осуществляется с соблюдением всех требований безопасности полета, а именно:
- режим работы двигателей не превышает поб = 89,0 %;
- путевая скорость захода на посадку не превышает 275 км/ч.
Следует заметить, что последнее требование можно ослабить в эксплуатации при условии выполнения "мягкой" посадки. Это ослабленное условие соответствует Уп. = 290 км/ч при заходе на посадку по стандартной глиссаде. Так как допустимая посадочная масса в этих условиях значительно больше, то в ВЭ было предусмотрено получение двух ограничений: "жесткого" по Уп. = 275 км/ч и "мягкого" по Уп. = 290 км/ч.
На рис. 1 - 4 показаны границы безопасных условий эксплуатации самолета Ту-154М при "жесткой" и "мягкой" посадке в условиях высокогорья и высоких температур окружающего воздуха в случаях положения закрылков 45° и 36° при двух работающих двигателях.
Ограничения на «жесткую» посадку (2дв., закр. 45)
1 о о т
—А—70 т
—■—80 т
-><-90 т
Отклонение температуры от МСА, град
Рис. 1
Ограничения на «мягкую» посадку (2дв., закр. 45)
Отклонение температуры от МСА, град Рис. 2
Ограничения на «жесткую» посадку (2дв., закр. 36)
Отклонение температуры от МСА, град
Рис. 3
Ограничения на «мягкую» посадку (2дв., закр. 36)
» 60 т
■ 70 т
А 80 т
X 90 т
Отклонение температуры от МСА, град Рис. 4
Расчеты условий захода на посадку проводились с помощью программы балансировочного положения самолета [1]. Эта программа определяет условия балансировки самолета в любой точке траектории по пяти степеням свободы. Так как движение по глиссаде является установившимся, а предельные значения путевой скорости и режима работы двигателей можно определить по условиям балансировки, то для определения границ возможных условий на посадке нет необходимости рассчитывать траекторию.
Анализ результатов расчетов показал, что для самолета Ту-154М, заходящего на посадку с одним отказавшим двигателем, во всем исследованном диапазоне высот и температур режим работы двигателей далек от принятого ограничения и не превышает поб = 85 %. Критичным оказывается только ограничение путевой скорости по прочности шин.
Выводы
1. Получены ограничения на условия безопасной посадки самолета Ту-154М с одним отказавшим двигателем, несколько отличающиеся от ограничений РЛЭ, особенно в области высоких температур. Выявлены возможности безопасной посадки самолета Ту-154М на аэродромы, расположенные на барометрической высоте от 2000 м до 3000 м.
2. Основным условием, ограничивающим безопасную посадку самолета Ту-154М, является прочность шин, поэтому в условиях горных аэродромов и повышенных температур воздуха следует осуществлять посадку с потерей скорости на растянутом этапе выравнивания, насколько позволяет длина ВПП.
ЛИТЕРАТУРА
1. Проведение вычислительных экспериментов по ослаблению эксплуатационных ограничений ВС при взлете и посадке в условиях высокогорья и высоких температур окружающего воздуха: Отчет о НИР (промежуточный) / Руководитель Ципенко В.Г. Ответственный исполнитель М.С. Кубланов. - М.: МГТУ ГА, 2001.
2. Руководство по летной эксплуатации самолета Ту-154М. Книга первая. - М., 1986.
DEFINE ADMISSIBLE CONDITIONS SWEATING PLANE TU-154M AT LANDING IN HIGH MOUNTAIN AND HIGH TEMPERATURE SURROUNDING AIR
Tcipenko V.G., Malygin V.E.
With of mathematical modeling define admissible conditions sweating plane Tu-154M at landing in high mountain and high temperature surrounding air.
Key words: mathematical modeling, Tu-154M, aircraft landing, highland, high temperature.
Сведения об авторах
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.
Малюгин Владимир Евгеньевич, 1963 г.р., окончил Челябинское высшее военное авиационное училище штурманов (1986), аспирант кафедры аэродинамики, конструкции и прочности летательных аппаратов МГТУ ГА, область научных интересов - аэродинамика и безопасность полетов летательных аппаратов.
