Автоматизация взлета самолета.

Взлетом называется движение самолета от момента старта на ВПП до набора безопасной высоты (так называемой условной высоты препятствий на подходах к аэродрому) и достижения безопасной скорости полета.

По требованиям ИКАО безопасная высота H_усл отсчитывается от уровня ВПП в точке отрыва и равна 10,7 м (35 футов).

Взлет состоит из двух этапов:

– разбега до скорости отрыва самолета от ВПП;

– воздушного этапа до набора высоты H_усл с одновременным разгоном до безопасной скорости .

Разбег, в свою очередь, можно представить состоящим из двух фаз. На первой фазе самолет разгоняется до скорости отрыва носового колеса , которая лишь незначительно меньше скорости отрыва самолета . На второй фазе производится разбег на главных колесах до достижения скорости отрыва с одновременным увеличением угла тангажа.

Второй, воздушный, этап взлета начинается с момента отрыва самолета и заканчивается на условной высоте H_усл = 10,7 м. На этом участке полета самолет должен находиться еще на ВПП, а скорость его к моменту достижения H_усл должна быть не менее . Величина скорости принимается равной 1,15–1,2 от скорости «сваливания» самолета.

С высоты 10,7 м начинается этап начального набора высоты.

На первом этапе автоматизация взлета осуществляется, как правило, с использованием адаптивного программного управления продольным движением и замкнутого автомата стабилизации для управления боковым движением самолета.

Программный ход процесса разбега описывается уравнением (так как угол мал, то принимается , ):

, (13.1)

где ; ;

– угол установки двигателей; – продольный уклон поверхности ВПП; – сила реакции колес на поверхность ВПП; – сила сопротивления качению колес; – коэффициент сопротивления качению, зависящий от скорости и состояния поверхности ВПП.

Основная задача управления продольным движением сводится к непрерывному контролю процесса разбега и принятию решений о продолжении или прекращению взлета.

Как показывают исследования, для полного суждения о возможности взлета самолета необходимо иметь текущую информацию о фазовых координатах движения самолета: – путевой скорости движения по ВПП; – пройденному расстоянию по ВПП. При этом к моменту взлета должны выполняться условия

; ,(13.2) где – продольная составляющая скорости ветра; – длина ВПП; – концевая полоса безопасности; – расстояние, необходимое для набора безопасной высоты и скорости .

В процессе разбега ведется непрерывный контроль выполнения условий (13.2) в соответствии с рассчитанным заранее программным движением

; , (13.3)

где – расчетная скорость разгона; – расчетная скорость, при которой обеспечивается торможение самолета.

При невыполнении условий выдается сигнал «прекратить взлет» и принимаются все меры для торможения.

Одновременно производится сравнение измеренного значения скорости с заранее рассчитанным значением скорости подъема переднего колеса . При БЦВМ выдает заданное значение угла тангажа в систему управления углом тангажа. Начиная с момента достижения скорости угол тангажа должен меняться в соответствии с уравнениями динамики самолета за счет отклонения руля высоты. Величина отклонения руля высоты зависит от величины угла, угловой скорости и углового ускорения тангажа , , .

После отрыва главных стоек шасси начинает работать программа управления движением на воздушном участке. Программа управления набором высоты осуществляет переключение законов управления рулем высоты на стабилизацию высоты или скорости в зависимости от текущих значений или в соответствии с рассчитанной заранее программой.