Xác định đặc tính cất, hạ cánh, tầm xa và thời gian bay của máy bay H2L

hãm đà từ khi phanh và bật đảo chiều lực đẩy đến khi ngắt đảo chiều lực đẩy: = 0,7401 = - 0,1726 0,8793 = 0,3.0,7405 + 0,03 + 0,1726 = 0,4247 = c2 = 0,1117 0,8583 z2nđc0,25 = 295 (m) - Quãng đường chạy hãm đà từ khi ngắt đảo chiều đến khi máy bay dừng: = 0,7401 == 0,0212 = 0,8793 = 0,3.0,7405 + 0,03 – 0,0212 = 0,2308 c2 = 0,1117 = 241 (m) Quãng đường chạy hãm đà tổng cộng: L = L1 + L2 + L3 = 106 + 295 + 241 = 642 (m) 3.4.6. Kết luận Với trọng lượng hạ cánh G = 1505980 N trong điều kiện chuẩn thì quãng đường chạy hãm đà của máy bay H2L thay đổi theo việc sử dụng các thiết bị cải thiện đặc tính hạ cánh như sau: 1. Sử dụng cánh tà kết hợp với phanh: L = 980 m 2. Sử dụng cánh tà kết hợp với đảo chiều lực đẩy: L = 2652 m 3. Sử dụng cánh tà kết hợp với tấm cản: L = 2745m 4. Sử dụng cánh tà kết hợp với phanh, đảo chiều lực đẩy và tấm cản:L =642 m Từ các kết quả tính toán trên ta thấy phanh có vai trò rất quan trọng trong quá trình chạy hãm đà, nó làm giảm rất đáng kể quãng đường chạy hãm đà. Chính vì vậy, hệ thống phanh của máy bay H2L được thiết kế để có thể phanh trong mọi trường hợp, kể cả khi tất cả các hệ thống thủy lực chính bị hỏng. 3.5. Xây dựng đặc tính hạ cánh của máy bay H2L. Đặc tính hạ cánh của máy bay là đồ thị xác định quãng đường chạy hãm đà theo các yếu tố ảnh hưởng. Từ đặc tính hạ cánh ta sẽ xác định được quãng đường chạy hãm đà trong các trường hợp khác nhau rất nhanh và đơn giản. Để xây dựng đặc tính hạ cánh của máy bay ta cần xem xét ảnh hưởng của các yếu tố đến quãng đường chạy hãm đà. ở đây ta xét các yếu tố ảnh hưởng đến quãng đường chạy hãm đà bằng cách sử dụng công thức gần đúng (4.6.2) dưới đây. Các phương trình cơ bản: Tốc độ hạ cánh (theo (4.1.2)): (4.6.1) Quãng đường chạy hãm đà (theo (4.1.1)): Lhđ = (4.6.2) Sau đây ta sẽ xây dựng đặc tính hạ cánh cho máy bay H2L trong trường hợp sử dụng cánh tà kết hợp với phanh, tấm cản, đảo chiều lực đẩy. Trong trường hợp này, quãng đường chạy hãm đà chuẩn đã tính ở mục 4.5.5: Lhđ.o = 642 m Chỉ số “0” trong các ký hiệu dưới đây chỉ các tham số ở điều kiện chuẩn. 3.5.1. ảnh hưởng của điều kiện khí quyển (r) Giả thiết: Jtb = Jtb.o. Từ (4.6.2) ta có: Lhđ = . Lhđ.o Mặt khác: p - áp suất không khí. T – Nhiệt độ không khí. R – Hằng số chất khí. Kết hợp với (4.6.1) ta có: ị Lhđ = .Lhđ.o . Lhđ.o Lhđ = Kr.Lhđ.o (4.6.3) Trong đó: Kr (4.6.4) Từ (4.6.3) và (4.6.4) ta lập được bảng sau: áp suất Nhiệt độ -40 oC (233 K) 20 oC (253 K) 0 oC (273 K) 20 oC (293 K) 40 oC (313 K) 640 mmHg Kr 0.9607 1.0432 1.1257 1.2081 1.2906 Lhđ 617 670 723 776 829 680 mmHg Kr 0.9042 0.9818 1.0594 1.1371 1.2147 Lhđ 581 630 680 730 780 720 mmHg Kr 0.8540 0.9273 1.0006 1.0739 1.1472 Lhđ 548 595 642 689 736 760 mmHg Kr 0.8090 0.8785 0.9479 1.0174 1.0868 Lhđ 519 564 609 653 698 800 mmHg Kr 0.7686 0.8345 0.9005 0.9665 1.0325 Lhđ 493 536 578 620 663 Từ bảng kết quả trên, ta vẽ được đồ thị biểu diễn sự ảnh hưởng của điều kiện khí hậu (nhiệt độ và áp suất) đến Lhđ. Lhđ (m) t (0C) p=640 mmHg 680 720 800 760 Hình 3.6. ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tới Lhđ. Hình 3.6.1 ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tới Kr Khi tăng nhiệt độ và giảm áp suất không khí sẽ làm cho cản chuyển động của máy bay giảm đi, do đó quãng đường chạy hãm đà của máy bay tăng lên. Kết quả sẽ ngược lại khi tăng mật độ không khí (T giảm và p tăng). 3.5.2. ảnh hưởng của khối lượng máy bay (m hay G) Giả thiết: Jtb = Jtb.o. Từ (4.6.2) ta có: Lhđ = . Lhđ.o Kết hợp với (4.6.1) ta có: Lhđ =. Lhđ.o . Lhđ.o =Km. Lhđ.o (4.6.5) Trong đó: Km = (4.6.6) Từ (4.6.5) và (4.6.6) ta lập được bảng sau: G [daN] 120598 130598 140598 150598 160598 170598 180598 Km 0.8008 0.8672 0.9336 1 1.0664 1.1328 1.1992 Lhđ [m] 514 557 599 642 685 727 770 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của khối lượng máy bay tới Lhđ Lhđ (m) G (daN) Hình 3.7. ảnh hưởng của khối lượng máy bay tới Lhđ Như vậy, quãng đường chạy hãm đà biến đổi tỷ lệ thuận với khối lượng máy bay. Khối lượng máy bay càng lớn thì quãng đường chạy hãm đà càng dài. Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện khí hậu và khối lượng máy bay tới quãng đường chạy hãm đà: Kr.m = Km. Kr Kr Kr.m Từ công thức này ta dựng được đồ thị quan hệ Kr.m = f(Kr) ứng với mỗi Km trong bảng trên. Kr Kr.m Hình 4.11. Đồ thị quan hệ Kr.m = f(Kr). u V W W.cosu 3.5.3. ảnh hưởng của gió (W) Giả thiết: Jtb = Jtb.o. Tốc độ hạ cánh khi có gió: u - Góc giữa hướng gió và hướng chuyển động của máy bay. Lấy dấu “+” khi gió xuôi (cùng chiều chuyển động của máy bay), lấy dấu “-” khi gió ngược. Từ (4.6.2) ta có: Lhđ = . Lhđ.o ị Lhđ . Lhđ.o ị Lhđ =. Lhđ.o = KW. Lhđ.o (4.6.7) Trong đó: KW = (4.6.8) ở đây ta chỉ xét trường hợp gió thổi dọc theo trục đường băng, tức là n = 0. Từ (4.6.7) và (4.6.8) ta lập được bảng sau: W [m/s] -12 -8 -4 0 4 8 12 KW 0.6782 0.7785 0.8858 1.0000 1.1211 1.2491 1.3841 Lhđ [m] 435 500 569 642 720 802 889 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của gió tới Lhđ: Lhđ (m) W (m/s) Hình 3.8. ảnh hưởng của gió tới Lhđ Như vậy, khi gió xuôi càng lớn thì chiều dài quãng đường chạy hãm đà càng tăng, khi gió ngược càng lớn thì chiều dài quãng đường chạy hãm đà càng giảm. Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, khối lượng máy bay và gió tới quãng đường chạy hãm đà: Kr.m.W = KW. Kr.m Từ công thức này ta dựng được đồ thị quan hệ Kr.m.W = f(Kr.m) ứng với mỗi KW trong bảng trên: Kr.m KrmW Hình 3.9. Đồ thị quan hệ Kr.m.W = f(Kr.m). q g.sinq g 3.5.4. ảnh hưởng của độ dốc đường băng (i) Độ dốc đường băng: q - Góc nghiêng của đường băng so với phương ngang. Thành phần hình chiếu của gia tốc trọng trường g xuống đường băng: g.sinq = g.i Quãng đường chạy hãm đà khi xét đến độ dốc đường băng: Lhđ = ===. Lhđ.o Lhđ = Lhđ.o = Ki. Lhđ.o (4.6.9) Trong đó: Ki = (4.6.10) Ki – Hệ số ảnh hưởng độ dốc đường băng tới quãng đường chạy hãm đà. Quy ước dấu: Dấu “+” ứng với đường băng dốc lên Dấu “-” ứng với đường băng dốc xuống. Từ (4.6.9) và (4.6.10) ta lập được bảng sau: i -0.06 -0.04 -0.02 0 0.02 0.04 0.06 q [độ] -3.4398 -2.2924 -1.1460 0 1.1460 2.2924 3.4398 Ki 1.1954 1.1223 1.0576 1 0.9483 0.9017 0.8595 Lhđ [m] 767 721 679 642 609 579 552 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của độ dốc đường băng tới Lhđ: i Lhđ (m) Hình 3.10. ảnh hưởng của độ dốc đường băng tới Lhđ. Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, khối lượng máy bay, gió và độ dốc đường băng tới quãng đường chạy hãm đà: Kr.m.W.i = Ki. Kr.m.W Từ công thức này ta dựng được đồ thị quan hệ Kr.m.W.i = f(Kr.m.W) ứng với mỗi KW trong bảng trên: Kr.m.W Kr.m.W.i Hình 3.11. Đồ thị quan hệ Kr.m.W.i = f(Kr.m.W). 3.5.5. ảnh hưởng của lực đẩy đảo chiều động cơ Quãng đường chạy hãm đà khi sử dụng đảo chiều lực đẩy động cơ: Lhđ.đc = Lhđ.0đc.Kđc ị Kđc = Theo kết quả tính toán ta có: Lhđ.ođc = 839 m, Lhđ.đc = 642 m ị Kđc== 0,7652 Hệ số xét đến ảnh hưởng của điều kiện khí hậu, khối lượng máy bay, gió, độ dốc đường băng và đảo chiều lực đẩy tới quãng đường chạy hãm đà: Kr.m.W.i.đc = Ki. Kr.m.W.i Từ công thức này ta dựng được đồ thị quan hệ Kr.m.W.i.đc = f(Kr.m.W.i): Kr.m.W.i.đc Kr.m.W.i Hình 3.12. Đồ thị quan hệ Kr.m.W.i.đc = f(Kr.m.W.i). 3.5.6. Đặc tính hạ cánh của máy bay H2L Ghép đồ thị của các mục trên vào một đồ thị chung ta thu được đặc tính hạ cánh của máy bay H2L theo các yếu tố ảnh hưởng cơ bản nhất là: điều kiện khí hậu, khối lượng hạ cánh, gió, độ dốc đường băng và đảo chiều lực đẩy động cơ. Hình 3.13. Đặc tính hạ cánh của máy bay H2L. 3.6. ảnh hưởng của các yếu tố khác tới quãng đường chạy hãm đà của máy bay H2L. 3.6.1. ảnh hưởng của hệ số ma sát fo Xét trường hợp chạy hãm đà sử dụng cánh tà kết hợp với phanh và tấm cản. Khi đó quãng đường chạy hãm đà được tính theo (4.3.16): Lhđ Các tham số không đổi: Giả sử fp=0,3 Vhc = 68 m/s ; z2p = 0,8583 ; K1.tc = 2,5484; K2.tc = 2,6379; h = 5,18 m ; a = 20,4 m ; b = 5,4 m ; fp = 0,3 j1, e1 tính toán như mục3.5.4: j1 = 0,0212 ; e1 = 0,908 j2, e2 tính toán như mục 3.5.6: j2 = 0,0212 ; e2 = 0,8793 Các tham số thay đổi: ; ; ; Từ các công thức trên ta lập được bảng sau: fo 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 x2 0.7439 0.7420 0.7401 0.7382 0.7363 0.7344 e1 -0.0112 -0.0012 0.0088 0.0188 0.0287 0.0387 e2 0.2119 0.2213 0.2308 0.2402 0.2496 0.2591 c1 0.3472 0.3382 0.3291 0.3200 0.3109 0.3018 c2 0.1283 0.1200 0.1117 0.1034 0.0951 0.0868 Lhđ [m] 876 857 839 822 806 791 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của hệ số ma sát fo tới Lhđ: f0 Lhđ (m) Hình 3.14. ảnh hưởng của hệ số ma sát fo tới Lhđ. Như vậy, khi hệ số ma sát fo tăng thì quãng đường chạy hãm đà giảm. 3.6.2. ảnh hưởng của tốc độ hạ cánh Khi tốc độ hạ cánh Vhc thay đổi thì tốc độ mà tại đó càng mũi hạ xuống Vp (như đã giả thiết, đây cũng là tốc độ bắt đầu phanh) cũng thay đổi theo. Giả thiết hai tốc độ này thay đổi theo quan hệ: Vp = Vhc – 5 [m/s] Xét trường hợp chạy hãm đà sử dụng cánh tà kết hợp với phanh và tấm cản. Khi đó quãng đường chạy hãm đà được tính theo (4.3.16): Lhđ Lhđ Các tham số không đổi: h = 5,18 m ; a = 20,4 m ; b = 5,4 m ; fo = 0,03 ; e1 tính toán như mục 3.5.4: e1 = 0,0148 e2, c2 tính toán như mục 3.5.6: e2 = 0,2370 ; c2 = 0,1116 j2, e2 tính toán như mục 3.5.6: j2 = 0,0212 ; e2 = 0,931 Các tham số thay đổi: e1, c1, tính toán như mục 3.5.4: e1 = 0,0148; c1= 0,3291 e2, c2, tính toán như mục 3.5.6: e2 = 0,2370; c2= 0,1116 Từ các công thức trên ta lập được bảng sau: Vhc [m/s] 65 66 67 68 69 70 71 72 73 Vp [m/s] 60 61 62 63 64 65 66 67 68 Lhđ [m] 0.852 0.854 0.856 0.858 0.860 0.862 0.864 0.865 0.867 Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của tốc độ hạ cánh Vhc tới Lhđ: Lhđ (m) Vhc (m/s) Hình 3.16. ảnh hưởng của tốc độ hạ cánh Vhc tới Lhđ. Từ đồ thị trên ta thấy khi tốc độ hạ càng tăng thì chiều dài quãng đường chạy hãm đà càng tăng. 3.6.3. ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm máy bay theo phương dọc trục máy bay Trong mỗi chuyến bay, trọng tâm máy bay thay đổi tùy theo cách bố trí hàng hóa và hành khách. Tọa độ trọng tâm máy bay được xác định bằng các khoảng cách a và b từ trọng tâm máy bay đến càng mũi và càng chính. Khoảng cách giữa càng chính và càng mũi không đổi và bằng 25,8 m. Do đó, khi trọng tâm máy bay thay đổi thì a và b thay đổi và luôn thỏa thỏa mãn điều kiện: a + b = 25,8 m Xét trường hợp chạy hãm đà sử dụng cánh tà kết hợp với phanh và tấm cản. Khi đó quãng đường chạy hãm đà được tính theo (4.3.16): Lhđ Các tham số không đổi: Vhc = 68 m/s; z2p = 0,8585; K2.tc = 2,6379 fo = 0,03; fp = 0,3; h = 5,18 m e1, c1, tính toán như mục 3.5.4: e1 = 0,0148; c1= 0,3291 j2, e2 tính toán như mục 3.5.6: j2 = 0,0212; e2 = 0,8793 Các tham số thay đổi: ; ; Từ các công thức trên ta lập được bảng sau: a [m] 19 19,5 20 20,47 21 21,5 b [m] 6,88 6,38 5,88 5,41 4,88 4,38 x2 0,6869 0,7051 0,7234 0,7405 0,7598 0,7780 e2 0,2209 0,2264 0,2318 0,2370 0,2428 0,2482 c2 0,1258 0,1209 0,1161 0,1116 0,1065 0,1017 Lhđ [m] 852 842 832 823 813 804 Lhđ (m) a (m) Từ bảng trên ta vẽ được đồ thị ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm máy bay tới Lhđ: Hình 3.17. ảnh hưởng của tọa độ trọng tâm máy bay tới Lhđ. Từ đồ thị trên ta thấy khi trọng tâm máy bay càng lùi về phía càng chính (a tăng, b giảm) thì quãng đường chạy hãm đà càng giảm. chương iV đặc tính cất cánh của máy bay H2L. A . tìm hiểu về đặc tính cất cánh của máy bay và các yếu tố ảnh hưởng. 4.1. Đưa máy bay ra vị trí xuất phát Quá trình cất cánh của máy bay bắt đầu từ vạch xuất phát nằm trên đường cất hạ cánh. Máy bay được đưa ra vạch xuất phát bằng hai cách: lăn và kéo dắt. Khi lăn sử dụng lực đẩy của động cơ máy bay và khi kéo dắt sử dụng phương tiện kéo (ô tô, máy kéo). Việc lựa chọn phương pháp đưa máy bay ra vị trí xuất phát phụ thuộc loại máy bay, điều kiện sân bay, số lượng máy bay, thời gian chuẩn bị và phương tiện kéo… 4.2. Cất cánh và lấy độ cao Cất cánh bao gồm giai đoạn chạy lấy đà - là giai đoạn chuyển động thẳng nhanh dần đều trên mặt đất và tăng tốc cho tới khi bánh nhấc khỏi mặt đất. Giai đoạn hai là giai đoạn lấy độ cao – là giai đoạn từ lúc nhấc bánh khỏi mặt đất tăng tốc và lấy độ cao theo quỹ đạo cong đến khi đạt độ cao H=25m. Hình 4.1. Sơ đồ cất cánh của máy bay phản lực Độ cao chuẩn được xác định là 25m - cao hơn các công trình mặt đất trong dải hành lang bay gần sân bay. Cự ly đạt được của máy bay trong quá trình chạy lấy đà từ điểm bắt đầu chuyển động đến khi rời đất V=Vrd gọi là quãng đường chạy đà Ld. Khoảng cách theo phương nằm ngang từ điểm rời đất đến khi đạt độ cao chuẩn H=25m được gọi là phần trên không quãng đường cất cánh Ltkcc và tổng của chúng là quãng đường cất cánh: Lcc = Ld + Ltkcc Tốc độ tương ứng với thời điểm máy bay đánh khỏi mặt đất gọi là tốc độ rời đất Vrd. Lực đẩy khi chạy đà không chỉ phụ thuộc vào các yếu tố bên ngoài (pH, TH) hoặc sử dụng chế độ tăng lực mà còn phụ thuộc vào thời gian tăng tốc độ của động cơ - đó là thời gian cần thiết để chuyển từ chế độ vòng quay nhỏ sang chế độ cực đại và thời gian điểm lực tăng. Đối với máy bay hiện đại sử dụng động cơ tua bin phản lực từ chế độ vòng quay nhỏ nvqn tới chế độ cực đại nmax cần (8á15) giây. Khi có điểm lửa trong buồng đốt tăng lực - thời gian chung từ chế độ vòng quay nhỏ đến khi đạt chế đệ tăng lực từ (15á20) giây. Trong chạy lấy đà khả năng gia tốc của động cơ tua bin phản lực gọi là nhỏ khi gia tốc trung bình thu được nhỏ dần so với giá trị lớn nhất có thể của nó. Với loại động cơ có gia tốc giảm dần phi công trong khi cất cánh thường tăng lực đẩy phanh chặt các bánh đến một mức độ nào đó vẫn giữ được máy bay đứng yên. Sau đó các phanh được nhả dần ra và lực đẩy đạt đến giá trị cất cánh. Hình 4.2. Tổn thất xung lực đẩy khi chạy lấy đà Phanh hỗ trợ cho phép giảm dần tổn thất xung lực đẩy rút ngắn một phần nhỏ quãng đường chạy đà (giảm 50% Lđ) và giảm đáng kể thời gian chạy đà (30% hoặc lớn hơn nữa). Ngoài phương pháp “phanh cất cánh” có thể có trường hợp cất cánh “trong hành trình” - chạy đà bắt đầu sau khi lăn máy bay trên đường cất hạ cánh, không dừng máy bay trên vạch xuất phát. Trong thực tế chạy đà của máy bay có 3 càng: góc tấn lúc đầu là góc tấn ứng với góc tấn của máy bay đứng trên sân đỗ (ađ = asđ). Sau đó khi tốc độ đạt tốc độ ứng với thời điểm nâng bánh mũi Vnbm = (0,6á0,8)Vrd (tốc độ rời đất) bánh mũi được nâng lên nhờ bánh lái độ cao, góc tấn đạt đến giá trị cất cánh (ađ = ard) máy bay chạy lấy đà trên hai bánh chính. Với máy bay bố trí kiểu một càng phụ phía trước hai càng chính phía sau. Khối lượng máy bay phân bố gần như đều trên 3 bánh làm cho phần mũi trở nên “nặng hơn” và chạy đà khó nâng bánh mũi hơn. Bởi vậy chạy đà và rời đất loại máy bay này diễn ra ở cùng một góc tấn ađ = asđ = ard. Để giúp cho quá trình cất cánh được dễ dàng ở một số loại máy bay bố trí cơ cấu nâng bánh mũi tự động (dài càng trước ra khi chạy lấy đà như F5) hoặc cơ cấu hạ bánh chịu chính tự động (thu ngắn càng chính). Các máy bay hiện đại có thể cất cánh, giữ hướng ổn định ở gió cạnh (15á20) m/s với thao tác đúng của phi công. Khi cất cánh trên đường băng bê tông, nhựa do hệ số ma sát tăng nên góc tấn cất cánh tối ưu khi chạy đà. Góc này có thể lớn hơn góc tấn đứng yên trên sân đỗ và gần bằng góc tấn rời đất, tức là: asd < ađ,tư, từ Ê arđ. Trong trường hợp này có lợi khi tạo góc tấn cất cánh sớm hơn. Sự không bằng phẳng của đường băng nhựa làm tăng tải tĩnh và động (đặc biệt tác động lên càng) và rung kết cấu, ảnh hưởng tới việc đánh giá đúng góc tấn và giữ tốc độ rời đất Vrd định trước, có thể làm máy bay rời đất sớm hoặc muộn. Do sự tăng cản chuyển động của máy bay, quãng đường chạy đà khi cất cánh trên đường băng nhựa tăng lên so với đường lăn bê tông. Lực cản bề mặt máy bay giảm sau khi thu càng cho phép máy bay bay với góc bay lên (góc tầm) của quỹ đạo lớn hơn. Việc thu cánh tà, tấm cản … làm giảm hệ số lực nâng Cy của cánh và thông thường tạo ra sự giảm độ cao đáng kể do vậy việc đưa chúng về vị trí thu được thực hiện sau khi kết thúc cất cánh ở độ cao 100m hoặc lớn hơn. Có thể kết luận khái quát về khai thác máy bay trong giai đoạn cất cánh là các đặc tính cất cánh (quãng đường chạy đà, quãng đường cất cánh, thời gian chạy đà, tốc độ rời đất). Phụ thuộc điều kiện thực hiện cất cánh: áp suất, nhiệt độ môi trường pH & TH; khối lượng máy bay, loại và trạng thái bề mặt đường băng, tốc độ và hướng gió, chế độ làm việc của động cơ và một vài yếu tố khác. Điều kiện khí quyển chuẩn, ở độ cao trên mức nước biển (p0=760 mmHg, T0=2880K) và H=0 Khối lượng cất cánh chuẩn M0 Không có gió (W=0) Đường băng bê tông khô, nằm ngang (hệ số ma sát lăn f0 = 0,02 á 0,04, độ dốc đường băng i=0) động cơ ở chế độ quy định (có thể sử dụng thiết bị tăng tốc) Phương tiện cơ khí cánh ở vị trí cất cánh (cánh tà, tấm cản…) Đồng thời với các điều kiện trên phương pháp cất cánh chuẩn bảo đảm các tham số quy định trong suốt quá trình chạy đà chủ yếu là góc tấn trong thời điểm rời đất ở đó đạt tốc độ rời đất chuẩn tương ứng với khối lượng máy bay. Thực tế máy bay cất cánh khác xa với điều kiện chuẩn ảnh hưởng đáng kể tới chiều dài chạy đà, chiều dài cất cánh bởi vậy người kỹ sư hàng không trong khai thác phải xác định chiều dài chạy đà, chiều dài cất cánh trong điều kiện khai thác cụ thể một cách nhanh chóng. Việc xác định này có một ý nghĩa rất quan trọng khi kích thước sân bay hạn chế, thời điểm nóng, độ cao sân bay lớn hơn so với mức nước biển, đường băng nhựa & đối với máy bay khối lượng cất cánh lại xa với quy chuẩn. Hiểu biết về xác định đặc tính cất cánh còn cần thiết cho việc đánh giá sử dụng các sân bay & bề mặt cất hạ cánh hiện có. 4.3. Xác định quãng đường chạy đà của máy bay Tính toán quãng đường chạy đà Lđ có thể thực hiện bằng các công thức đơn giản thu được từ các biến đổi phương trình chuyển động của máy bay. Chúng ta hãy khảo sát các lực tác động lên máy bay trong quá trình chạy đà. Hình 4.3. Lực tác động lên máy bay khi chạy đà trên ba bánh Lực cản chính diện Q ngược hướng chuyển động Lực cản bề mặt đường băng với chuyển động F (khi đường băng cứng đó là lực ma sát lăn). F=f.N với f là hệ số ma sát Hình chiếu lực đẩy động cơ theo hướng chuyển động máy bay (có tính đến tổn thất tại vị trí chạy đà). Lực tổng hợp Rth = P.cosj - Q - F (gây ra gia tốc) j là góc hợp bởi véctơ lực đẩy và tốc độ chuyển động (y góc đặt động cơ, a: góc tấn): j = y + a Lực nâng Y vuông góc với tốc độ chuyển động Thành phần của lực đẩy động cơ P.sinj theo hướng thẳng đứng Trọng lượng G của máy bay (trong điều kiện chuẩn G vuông góc với bề mặt đường băng) Phản lực của bề mặt đường băng các bánh máy bay N = G - Y - P.sinj Chạy đà của máy bay với tốc độ tăng dần diễn ra với tác động của lực tổng hợp Rth. Lực này truyền cho máy bay một gia tốc J (5.1.1) Lực gây gia tốc và J biến đổi nhỏ trong thời gian chạy đà. Điều này cũng đúng ngay cả khi tồn tại hai giai đoạn chạy đà trên tất cả các bánh và chạy đà trên hai bánh chính (bánh mũi đà nâng lên). Kết luận đã được thực nghiệm kiểm tra là đúng. Với kết luận này cho phép ta khảo sát chuyển động như với chuyển động nhanh dần đều trong đó gia tốc không đổi và bằng một giá trị trung bình nào đó Jtb. (5.1.2) Trong các điều kiện đó chiều dài chạy đà được xác định theo công thức quen thuộc của chuyển động nhanh dần đều. Để tính Ld cần xác định các đại lượng xuất trong công thức này. Tốc độ rời đất (Vrd) xác định từ điều kiện cân bằng lực tác động lên máy bay theo phương thẳng đứng. Do đó góc tấn a khá lớn, với các mức trang bị lực đẩy ở các máy bay phản lực hiện nay phải tính đến thành phần thẳng đứng của lực đẩy hiệu dụng: P.sinj = P.j. Bởi vậy tốc độ rời đất xác định theo công thức: (5.1.3) Với KT: Hệ số xác định ảnh hưởng thành phần thẳng đứng của lực đẩy tới tốc độ rời đất KT = 1- Pj/G = 1- m.j m: mức trang bị lực đẩy của máy bay (m=P/G) G = m.g là trọng lượng của máy bay (m: khối lượng máy bay); g: gia tốc rơi tự do. S: diện tích cánh máy bay Cy,rd Hệ số lực nâng khi rời đất Sau khi xác định các hệ số trong (5.1.3) ta tính được tốc độ rời đất. Khi xét đến những khoảng cách không lớn và đặc trưng biến đổi đơn điệu của gia tốc máy bay, có thể xác định J bằng việc làm gần đúng các giá trị biên (thời điểm đầu V=0, khi rời đất V=Vrd). Sau khi thực hiện các biến đổi toán học đơn giản ta thu được công thức xác định gia tốc trung bình của máy bay khi chạy đà. (5.1.4) Trong công thức (5.1.4): mtb = Ptb/G : Mức trang bị lực đẩy trung bình của máy bay khi chạy đà (Ptb: lực đẩy động cơ trung bình). G: trọng lượng máy bay khi cất cánh : Hệ số cản chuyển động của máy bay khi chạy đà. f: Hệ số cản bề mặt đường băng : Hệ số cản khí động : Hệ số chất lượng khí động của máy bay khi rời đất - xác định bằng cực tuyến của máy bay theo các giá trị arời đất hoặc Cy,rd. Khi không có cực tuyến thì chọn Krd = 1á6 cho máy bay trên âm cánh tam giác hoặc mũi tên; K = 7á10 cho máy bay cận âm (M Ê 0,9á1) Tóm lại, sau khi tìm các giá trị Jtb và Vrd ta xác định được công thức tổng quát ban đầu cho việc tính toán quãng đường chạy đà (5.1.5) Như vậy quãng đường chạy đà chỉ phụ thuộc vào mối quan hệ các đại lượng tốc độ rời đất và gia tốc trung bình. Các yếu tố khai thác ảnh hưởng đến quãng đường chạy đà tác động chủ yếu thông qua hai đại lượng này. Để xác định quãng đường chạy đà ở các điều kiện cất cánh cụ thể cần biết giá trị mức trang bị lực đẩy của máy bay khi chạy đà ở các điều kiện chuẩn mtb0. Lực đẩy trung bình do động cơ sinh ra khi chạy đà Ptb. Do có những tổn thất khác nhau lực đẩy động cơ hoàn toàn khác lực đẩy tĩnh thu được trên giá thử ghi trong các thuyết minh kỹ thuật. Những tổn thất này bao gồm tổn thất thuỷ lực ở thiết bị vào và thiết bị ra, sự giảm lực đẩy do tốc độ tăng lên khi chạy đà, tổn thất xung lực đẩy khi chạy đà bắt đầu từ lực đẩy không đạt giá trị cực đại (không toàn phần) ví dụ khi chạy đà cất cánh với tăng lực, các tổn thất có thể do tồn tại góc giữa véc tơ lực đẩy và tốc độ chạy đà. Việc xác định các thành phần này một cách độc lập bao giờ cũng khó do thiếu những số liệu đầu vào cần thiết. Nhưng đối với các tổn thất tổng hợp, bài toán được giải một cách đơn giản nếu đi từ đặc tính chạy đà đã biết trong các điều kiện chuẩn như: quãng đường chạy đà Lđ,0, lực trọng trường G0 = m0g và tốc độ rời đất Vrd,0. Thực tế cho thấy đồng thời với việc bình quân hoá gia tốc trung bình khi chạy đà ở điều kiện chuẩn Jtb,0 xác định theo công thức (5.1.2) và (5.1.4) chúng ta xác định dễ dàng mức trang bị lực đẩy trung bình của máy bay khi chạy đà trong điều kiện chuẩn. (5.1.6) (5.1.6) cho phép đánh giá thành phần lực đẩy tĩnh do động cơ sinh ra tạo thành một cách trực tiếp gia tốc trung bình khi chạy đà trong các điều kiện chuẩn. Lúc đó cần tìm các quan hệ tiếp theo: ; P = C.Pdc; 1 - C = Giá trị C đặc trưng giá trị trung bình của lực đẩy tĩnh động cơ tạo nên giá trị tốc độ khi chạy đà. Giá trị (1 - C) cho biết giá trị trung bình ổn định tổn thất lực đẩy tổng hợp. Như vậy bất kỳ máy bay nào đều có thể đánh giá được từ góc độ sử dụng hoàn toàn lực đẩy động cơ của nó để đạt gia tốc trong chạy đà. Người ta biết rằng tổn thất lực đẩy tương đối lớn, ở máy bay trên âm có thể đạt (20á25)% khi chạy đà không tăng lực và (25á30)% hoặc lớn hơn khi chạy đà có tăng lực . Như vậy chúng ta đã có các công thức (5.1.2), (5.1.3), (5.1.4) cho phép nghiên cứu ảnh hưởng các yếu tố khai thác sử dụng tới quãng đường chạy đà trong các điều kiện cất cánh cụ thể của máy bay. 4.4. ảnh hưởng các yếu tố khai thác tới quãng đường chạy đà cất cánh của máy bay. 4.4.1. ảnh hưởng của điều kiện khí hậu. ảnh hưởng này bao gồm ảnh hưởng của nhiệt độ và áp suất môi trường (p và T). Khi p và T biến đổi làm cho mật độ không khí biến đổi theo. Quan hệ mật độ, nhiệt độ và áp suất theo đẳng thức: Trong đó g là gia tốc trọng trường, R là hằng số khí ảnh hưởng của điều kiện khí hậu tới quãng đường chạy đà xác định bằng ảnh hưởng đồng thời của mật độ không khí tới tốc độ rời đất Vrd tới lưu lượng không khí qua động cơ trong một đơn vị thời gian (tức là tới lực đẩy động cơ) và cuối cùng tới gia tốc chuyển động của máy bay. Để đánh giá quan hệ của p và T tới Ld chúng ta hãy viết quan hệ (5.1.2) cho điều kiện chuẩn và các điều kiện khác (5.1.7) ở đây (và tiếp về sau) chỉ số “0” chỉ điều kiện chuẩn và không có chỉ số kí hiệu điều kiện cất cánh không chuẩn cụ thể nào đó. Từ (5.1.7) chúng ta xác định các tham số đồng thời coi rằng cất cánh trong các điều kiện khí hậu biến đổi được thực hiện trong một góc tấn như nhau (ard = const; Cy,rd = const) Trên cơ sở (5.1.3) ta có: (5.1.8) Theo (5.1.8) tốc độ rời đất Vrd tăng lên khi nhiệt độ không khí tăng và áp suất không khí giảm. Trong công thức (5.1.8) và ở các phần tiếp sau chúng ta giả thiết rằng KT/KT,0 = 1. Điều này dẫn đến sai số khô