A repülőgép kiegyenlítés sajátosságai fel- és leszálláskor

  

 , így a bedőlésre vonatkozó egyenes reakció feltétele

O O 0 repülőgép rendelkezik meghatározott mértékű statikai keresztstabilitással ( 0

mxR  ).

Fordított bedőlési reakció akkor alakulhat ki, amikor a repülőgép hangsebesség körüli tartományban^{M  0 .81 .2} elveszíti a keresztstabilitását ( 0

mxR  ), vagy pedig, a kis állásszögön történő repülésben, amikor a keresztstabilitás mértéke lecsökken.

Fordított reakció jellemző a viszonylag kis nyilazású szárnnyal rendelkező repülőgépekre. A nagy szárnynyilazással csökkenthető a fordított reakció intenzitása, a repülőgép helyes kialakításával ez a jelenség akár meg is szüntethető. A statikai keresztstabilitást biztosító automatika alkalmazásával teljes mértékben megszüntethető az oldalkormány kitérítésével kialakuló fordított bedőlési reakció.

A statikai iránykormányozhatóság jellemzésére szolgálnak az ^O

O szükséges lábkormány elmozdítás mértékét és az azon kifejtendő erő nagyságát. Ezeket az értékeket az oldalkormány kitérítéséből eredő, z₁ tengely körüli állandósult forgás vizsgálatából lehet meghatározni. A szakirodalomban más statikai kormányozhatósági jellemzőket is találhatunk.

2.6. A repülőgép kiegyenlítés sajátosságai fel- és leszálláskor

A fel- és leszálló konfiguráció, a párnahatás, az oldalszél, a hajtómű üzemmódja meghatározza a repülőgép kiegyenlítés sajátosságait fel- és leszálláskor.

2.6.1. A repülőgép bólintó nyomatéka fel- és leszálláskor

A repülőgépek aerodinamikai bólintó nyomatékának meghatározásánál, a fel– és leszállás légi szakaszában, figyelembe kell venni a szárny mechanizáció kitérítését, a futó kinti helyzetét, a párnahatást és az áramlás nagyobb mértékű lefékeződését a vízszintes vezérsíknál.

A szárnymechanizáció kitérítésével nő a mechanizációval ellátott szárnyrész profiljainak íveltsége. Ez pedig a L(_{m ech})felhajtóerő és a nulla felhajtóerőhöz tartozó

0 m ech

My

 nyomaték megjelenéséhez vezet. Továbbá a vízszintes vezérsíknál megnövekszik a szárny-törzs mögötti leáramlási szög.

A L(_{m ech})felhajtóerő növekedés a mechanizáció kitérítési szögére értelmezett ún.

második semleges pontban hat. A második semleges pont



^{Fm ech}



ugyanúgy a

K A H vonalon található, mint az állásszög szerinti semleges pont, de erre a pontra a



MyR ^/m ech  ⁰



.

A futó kiengedés, a futó ellenállás megjelenése miatt, a zérus felhajtóerő tartozó

0 fu tó

M y

 járulékos bólintó nyomatékot ad a repülőgép S P -jára.

Föld közelben repülve, a hordozó felület (szárny, vízszintes vezérsík, stb) és a föld között áramló levegő lefékeződik és a hordozó felület alsó részén megnövekszik a nyomás. Ennek következtében járulékos átáramlás alakul ki a hordozó felület végei körül, a hordozó felület felső részén megnövekszik a sebesség és lecsökken a nyomás. A megnövekedett nyomás különbség járulékos felhajtóerőt ad. Ez az ún. párnahatás, akkor jelentős, ha a hordozó felület semleges pontja és a föld közötti távolság kevesebb, mint a fél fesztávolság. A párnahatás nagysága fordítottan arányos a karcsúsággal (2.6.1. sz. ábra).

2.6.1. ábra: A földközelség hatása a (c_L^ ) –ra (NASA, forrás: Internet)

Ezen felül a föld, mint egy „tükör”, „visszatükrözi” a szárny mögötti leáramlást. Ennek következtében a farokfelületnél a szárnyról leúszó örvényes áramlás indukált sebessége lecsökken és ezzel jelentős mértékben lecsökken az  leáramlási szög (2.6.2. sz. ábra).

Végeredményben, a vízszintes vezérsíknál kialakuló leáramlási szög a szárnymechanizáció kitérítésével nő és csökken a párnahatás miatt, azonban meghatározó a földközelség. A leáramlási szög csökkenésével, megnövekszik az _M és ezzel a vízszintes vezérsík hatásossága. A semleges pont hátratolódása és a vízszintes vezérsík megnövekedett hordozó képessége miatt, nő a repülőgép statikai hosszstabilitása.

2.6.2. ábra: A földközelség hatása a leáramlási szögre

Fel- és leszálláskor adódó nagy állásszögek következtében, a vízszintes vezérsíknál növekszik az áramlás lefékeződése és ezzel csökken az _M^' k^'_M lefékezési tényező



^k'1



^.

Fentiek alapján, egy hagyományos elrendezésű repülőgép bólintó nyomatéki tényezője fel- és leszálláskor (kiengedett futó és szárny mechanizáció), párnahatás figyelembe vételével, z_SP  0.1 esetén

 

ún. második semleges pont távolsága a KAH belépőélétől mérve.

A (2.6.1) és (2.6.2) nyomatéki egyenletekben szereplő paraméterek a konfigurációnak megfelelő értékeket fesznek fel, attól függően, hogy a fel- vagy leszállás melyik fázisról van szó. Az m^'_yP és _{A C}

P

x jellemzők meghatározásánál figyelembe kell venni, hogy felszálláskor a hajtómű felszálló üzemmódban van, a leszálláskor pedig, az alapgázon van.

2.6.2. A repülőgép hosszkiegyenlítése fel - és leszálláskor

A le- és felszállás összes fázisában (besiklás, felvétel, kilebegtetés és átstartolás, valamint az orrkerék elemelés és az elemelkedés) meg kell határozni a repülőgép kiegyenlítéséhez szükséges magassági kormánylap (balansz vezérsík esetén – vezérsík) kitérítési szögét, az ehhez tartozó kormánybot elmozdítást és a boton kifejtendő erő nagyságát.

Az



^{myR  0}



kiegyenlítés feltételéből, a (2.6.1) nyomatéki egyenletben szereplő paraméterek ismeretében, meg lehet határozni, a leszállás összes fázisában, a kiegyenlítéshez szükséges  magassági kormánylap kitérítést. Felvételkor az egyenletet ki kell egészíteni az (^m_y ^{y }_y) forgást csillapító nyomatéki tényezővel.

Példaképpen határozzuk meg a repülőgép kiegyenlítéshez szükséges magassági kormány kitérítést közvetlenül a földetérés előtt, a kilebegtetés szakaszában (m_yP 0)

  mechanizáció kitérítési szöge és a _M

le s z

 - a vízszintes vezérsík beállítása leszálláskor, az

' nyomatékot hoz létre, így a földetérés előtt a repülőgép kiegyenlítéséhez szükséges, felfelé történő, magassági kormánylap kitérítés rendszerint a legnagyobb. Ezért a megengedett legkisebb mellső súlypont helyzet meghatározásában, a leszállásra történő kiegyenlítés az egyik alapvető számítási eset.

Mivel a kormányboton a kiegyenlítéshez szükséges kifejtendő erő ilyenkor a legnagyobb, a légialkalmassági előírások megkövetelik, hogy ennek értéke ne haladja meg a megengedett maximumot.

Átstartoláskor a repülőgép kiegyenlítésnél figyelembe kell venni, hogy az adott leszálló konfiguráció mellett, a hajtóművek teljesítménye maximális.

Felszálláskor a kiegyenlítés feltételét az elemelkedés pillanatában az

yR 0

m  egyenlet adja. Az egyenletben szereplő jellemzők a felszálló konfigurációra és a hajtómű felszálló üzemmódjára vonatkoznak.

A repülőgép kiegyenlítését felszállásnál az elemelkedés után könnyebb biztosítani, mint leszállásnál, mivel ebben az esetben a szárny mechanizáció kitérítési szöge és a felhajtóerő tényező értéke kisebb, mint leszálláskor. Kivételt képez az az eset, amikor a hajtóművek, a súlyponthoz képest, magasan helyezkednek el, így felszálláskor nagy lesz az

MyP bólintó nyomaték.

Határozzuk meg a kiegyenlítéshez szükséges magassági kormánylap kitérítést a nekifutás folyamán, az orrkerék elemelésekor, a V_R sebességen. Ebben az esetben számolni kell a talaj reakcióból származó járulékos bólintó nyomatékkal. A 2.6.3. sz. ábra jelöléseivel, az eredő bólintó nyomaték

yRe yR f f f f

M  M  N x F z

, ahol az N _f és az F_f - a főfutóra ható talaj reakcióerő és a gördülési ellenállás, az x_f és a

zf - a súlyponttól mért távolságuk.

2.6.3. ábra: Az eredő bólintó nyomaték meghatározásához nekifutáskor az orrfutó elemelés

Áttérve a dimenzió nélküli tényezőkre

( ) felszálló konfigurációra, értéke az _állóh-re vonatkozik és figyelembe veszi a párnahatást is. A c_L(_{á lló h}) c_L^_{á lló h}0 pedig, a _{m ech} 0 , a  0 és a _M 0-ra vonatkozik, Ebből a kiegyenlítéshez szükséges magassági kormánylap kitérítés

    

kiegyenlítéséhez tartozó magassági kormány felfelé történő kitérítése a legnagyobb. Ez az orrfutó emelésekor tapasztalható, mivel ebben az esetben még a talaj reakcióból származó

járulékos bólintó nyomatékot is ki kell egyenlíteni. A (2.6.7) kifejezésből látható, hogy adódhat olyan mellső súlypont helyzet, amikor a repülőgép kiegyenlítéséhez szükséges magassági kormánylap kitérítés nem lesz elegendő. Ezért a mellső súlypont határhelyzetének meghatározásában, az orrfutó elemelésre vonatkozó kiegyenlítést második számítási esetnek tekintik (az első számítási eset: a leszállás, párnahatás figyelembe vételével, l. feljebb).

2.6.3. A repülőgép oldalkiegyenlítése oldalszéllel történő leszállás esetén

Leszálláskor a repülőgép oldalkiegyenlítés sajátosságai összefüggenek az oldalszéllel.

Az oldalszél  



wOszél ^/V



szöggel igyekszik megváltoztatni a repülési irányt, itt aw_Oszél- a szélsebesség oldalirányú, a fel- és leszálló pályára (R W Y ) merőleges, komponense, V – a repülőgép levegőhöz képesti sebessége.

Ahhoz, hogy a repülőgép földhöz viszonyított V_{fö ld} sebessége párhuzamos legyen az

R W Y tengely irányával szükséges ellensúlyozni az irány elterelést. Ezt kétféle képpen lehet megvalósítani: csúszás létrehozásával vagy az elterelésnek megfelelő irányszögű rátartással (2.6.4. sz. ábra).

Csúszással végrehajtott leszállásnál, a repülőgép szimmetria síkja párhuzamos a R W Y

tengely irányával, azonban a repülőgép ^V sebesség vektora  csúszási szöggel tér el a szélsebesség irányába



wOszél ^/V



  (2.6.8)

Az egyenes vonalú repülés biztosításához, a repülőgépet a szélárnyékban lévő félszárnyra kell bedönteni, ezzel kiegyenlítve a csúszáskor keletkező Y_Rkeresztirányú erőt.

a) b)

Normális földetéréshez, a R W Y futóval való érintése előtt, a szél irányába történő kormánybot kitérítéssel visszaveszik a bedöntést.

A kiegyenlítéshez szükséges kormánylap kitérítések



O



végrehajtásához szükséges, amikor a repülési sebesség a legkisebb (V V_lesz). Nyilazott és deltaszárnyú repülőgépeknél az állásszög növekedésével (V csökkenésével) nő a statikai maximálisan megengedett oldalszél sebesség, amikor a csúszással történő leszállás még lehetséges. oldalkormány határozott kitérítésével, a pálya irányába kell befordítani a repülőgépet. Ez a módszer lehetővé teszi a nagyobb oldalszéllel történő leszállást, mint ami megengedett a csúszással végrehajtott leszállásnál. Napjainkban ez a módszer terjedt el, annak ellenére, hogy vezetéstechnikai szempontból bonyolultabb a végrehajtása.

2.7. Maximálisan megengedett súlypont vándorlás, tervezéskor a vezérsíkokkal

In document Repülésmechanika (Pldal 194-200)