Возможности расширения эксплуатационных ограничений самолета на основе математического моделирования динамики полета в условиях интенсивных осадков

• Автор: Муратов, Алексей Александрович
• Шифр специальности: 05.22.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 206 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ ЛИВНЕВЫХ ОСАДКОВ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ
ХАРАКТЕРИСТИКИ ВС
Вводные замечания и постановка задачи
Влияние осадков на массовые и геометрические характеристики ВС Влияние видимости на эксплуатацию ВС в условиях интенсивных осадков Глиссирование колес ВС при взлете и посадке
Влияние ливневых осадков на аэродинамические характеристики самолета Выводы по главе
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ВЛИЯНИЯ ЛИВНЕВЫХ ОСАДКОВ НА АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ Вводные замечания
Теоретические оценки влияния ливневых осадков на эксплуатацию ВС Количество движения дождевых капель Влияние водяной пленки Влияние шероховатости профиля
Методы оценки влияния ливневых осадков на аэродинамические характеристики ВС
Аэродинамические характеристики модели, в условиях интенсивных осадков Выводы по главе
МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА Особенности модели самолета
Структурная схема математической модели движения самолета и ее анализ Проверка точности и достоверности ММ движения самолета Методы обобщенной проверки непротиворечивости ММ экспериментальным данным
Оценка точности и достоверности ММ по критериям устойчивости и управляемости самолета "
'Особенности математического моделирования движения ВС по ВПП Выводы по главе
РЕШЕНИЕ ПРИКЛАДНЫХ ЗАДАЧ В ПОЛЕТЕ ВС В УСЛОВИЯХ ЛИВНЕВЫХ ОСАДКОВ, ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРЕДЛОЖЕНИЯ И РЕКОМЕНДАЦИИ
4.1. Обоснование расчетных случаев вычислительных экспериментов
4.1.1. Порядок оценки степени опасности особых ситуаций самолета Ил
4.1.2. Содержание перечня расчетных случаев
4.2. Доработка модели продольного движения Ту-154 в условиях ветровых
возмущений и интенсивных осадков
4.2.1. Исследование продольного движения самолетов Ту-154, Ил-86 на взлете в
условиях ветровых возмущений и интенсивных осадков
4.3. Исследование продольного движения самолета Ил-86 при уходе н второй круг
4.4. Доработка модели продольного движения Ил-86 в условиях ветровых
возмущений и интенсивных осадков
4.4.1. Анализ характеристик продольного движения самолета Ил-86 в условиях
интенсивных осадков и ветровых возмущений по результатам ЛИ
4.5. Особенности пилотирования ВС в условиях ливневых осадков
4.6. Заход на посадку ВС в условиях интенсивных осадков
4.6.1. Исследование возможности захода на посадку и посадки тяжелого
транспортного самолета с одним отказавшим двигателем в условиях тропического ливня
4.6.2. Заход на посадку, уход на второй круг и посадка с отказавшим двигателем при
попадании в ливневые осадки
4.6.3. Заход на посадку с закрылками, заклиненными во-взлетной конфигурации, в
условиях ливневых осадков
4.7. Рекомендации и предложения в руководящую документацию по летной
эксплуатации ВС
Выводы по главе
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Список использованных источников
Перечень сокращений
Приложение 1 Результаты вычислительных экспериментов взлёта Ту
Приложение 2 Результаты вы. -х экспериментов продолженного взлёта Ту
Приложение 3 Результаты выч.-х экспериментов по уходу на второй круг Ту
Приложение 4 Результаты вычислительных экспериментов посадки с уходом на второй круг самолёта Ил-86 в условиях ливневых осадков
Приложение 5 Документы, подтверждающие внедрение результатов работы

ВВЕДЕНИЕ
Анализ тенденции развития гражданской авиации (ГА) во всем мире показывает, что основной проблемой, неизменно стоящей в процессе создания и эксплуатации авиационной технике (АТ), является проблема постоянного повышения эффективности летной эксплуатации (ЛЭ) и одновременно с этим обеспечения заданного уровня безопасности полетов (БП) воздушных судов на различных этапах полета. Повышение эффективности летной эксплуатации требует обеспечения полетов практически в любую погоду, днем и ночью, в самых различных природно-климатических условиях. Для этого совершенствуется авиационная техника, усложняются автоматические устройства, но при этом одновременно усложняется эксплуатация самолета.
Согласно статистическим данным Международной организации ГА (ИКАО) и отечественным источникам за последние 20 лет по авиационным происшествиям (АП) и предпосылкам к ним (ПАП) человеческий фактор по своим количественным показателям на БП занимает основное положение; на его долю приходится более 70% авиационных катастроф из-за ошибок экипажей и руководителей полетов; 10% - 15% катастроф связано с полетом воздушных судов в неблагоприятных внешних условиях; 10% может быть отнесено за счет отказов авиационной техники.
В настоящее время широко используется два подхода к обеспечению высокого уровня БП.
Первый подход включает в себя так называемые нормирующие действия, которые должны предприниматься повсеместно для достижения желаемого уровня БП при конструировании, производстве, эксплуатации и техническом обслуживании ВС, включая управление воздушным движением и аэродромное обслуживание. Этот метод предполагает высокий уровень стандартизации в авиационно-транспортной системе.
Второй метод включает в себя предупредительные меры, которые необходимо принять для поддержания желаемого уровня БП: расследование АП (ПАП), составление отчетов (обзор, разработка рекомендаций на основании теоретических исследований и летных испытаний).
Настоящая работа находится в русле второго подхода к обеспечению высокого уровня БП и посвящается исследованию вопросов расширения летных ограничений при обеспечении БП на этапах взлета и посадки в условиях опасных внешних воздействий и при отказах авиационной техники.
Самолет обладает хорошей управляемостью, если обеспечена хорошая устойчивость, легкость и точность отклонения рулей, ограничены опасные режимы

Суммарные средние значения толщины пленки для верхней части профиля, определенные по разработанной модели при заданной интенсивности дождя, отражены в таб.2.2. Расчеты производились для симметричного профиля с длиной хорды 10 м при угле атаки, равным 0, и при скорости набегающего потока, равной 65 м/с.
Таблица 2.2.
Средняя толщина пленки для симметричного профиля и фюзеляжа при нулевом
угле атаки и хорде, равной 10 м
Интенсивность дождя, мм/ч Рассчитанная толщина профиля, мм Толщина фюзеляжа, мм
100 <0,2 <0
200 0,5 или меньше 0,2 или меньше
500 0,8 0
1000 1,0 0
2000 1,3 1
Значения толщины пленки для фюзеляжа из-за возрастания площади, подвергаемой ударам, по сравнению с площадью крыла составляет, приблизительно, 2/3 массы дождя, действующей на профиль крыла.
В качестве приближения первого порядка толщина пленки на фюзеляже определялась, дак 2/3 толщины на профиле при заданной интенсивности дождя.
2.2.3. Влияние шероховатости профиля
Профили крыла или фюзеляжа могут стать шероховатыми в условиях сильного дождя, по крайней мере, по трем причинам :
1) капли, падающие на водяную пленку, нарушают ее поверхность;
2) образуемые на пленке волны нарушают обводы крыла и фюзеляжа;
3) при отсутствии жидкостной пленки капли дождя в виде шариков усеивают поверхность крыла и сдуваются назад ветровым напряжением.
В данной работе проанализированы два источника шероховатости. Это-шероховатость водяной пленки на верхней поверхности самолета, обусловленная волнообразованием на пленки. При дальнейшем моделировании можно рассмотреть движение жидких водяных шариков. Рассмотрим влияние шероховатости от ударов капель.
Авторы данного исследования [ 22 ] изучили падение дождевых капель на тонкую пленку, основываясь на работе [ 4 ] , в которой исследованы кратеры, образующиеся при падении капель на тонкую пленку воды. К сожалению, исследование [ 22 ] проводилось с учетом только скорости падения капель, которая значительно ниже