Котик М.Г., Павлов А.В., Пашковский И.М. Летные испытания самолетов

Подождите немного. Документ загружается.

М. Г. КОТИК, А. В. ПАВЛОВ,

И. М. ПАШКОВСКИЙ,

Н. Г. Щ ИТАЕВ

ЛЕТНЫЕ

ИСПЫТАНИЯ

САМОЛЕТОВ

Издание 2-е,

переработанное и дополненное

ИЗДАТЕЛЬСТВО „МАШ ИНОСТРОЕНИЕ"

Москва 1968

УДК 629.Ь35.2.001.4

---------------

-------

-----------—-----------------------------------------------Ш

_____

В книге изложены современные методы определения мак

симальной скорости, скороподъемности и дальности опытных

и серийных самолетов, их взлетно-посадочных характеристик,

характеристик устойчивости, управляемости и маневренности,

характеристик управляемости на предельных режимах полета

и при выводе ^з штопора.

Приведены теоретические основы методики летных испыта

ний и обработки материалов летного эксперимента с примене

нием современных методов измерений с помощью самопишу

щей аппаратуры, телеметрии, радиолокаторов и кинотеодо

литов.

Книга предназначена для инженеров и летчиков, связанных

с летными испытаниями и эксплуатацией современных само

летов, вместе с тем она будет полезна студентам авиационных

институтов, а также слушателям и курсантам учебных заве

дений ВВС. Иллюстр. 192, Табл. 4. Библиогр. 30 назв.

Рецензент канд. техн. наук

заслуженный летчик-испытатель СССР М. Л. Галлай

2-4-3

146-68

ПРЕДИСЛОВИЕ

Бла#6даря трудам ученых, летчиков-испытателёй и инженеров

^ -гечеетвенная методика летных испытаний самолета получила все-

'торойй^е развитие и уже в 30-х годах стала одним из самостоя-

ельнь^^ направлений на стыке различных авиационных наук.

\а ж дй 1 новый (опытный) самолет проходит с момента его созда-

ия и до внедрения в массовую эксплуатацию ряд испытаний:

— обработку на летающих лабораториях наиболее ответствен-

| <ых уст&йовок и агрегатов опытного самолета;

— заводские испытания опытного самолета;

— государственные испытания опытного самолета;

| ’ — эксплуатационные испытания опытной серии самолетов и

лспытаййя лидерных самолетов серий;

— Испытания модифицированных и головных серийных само-

. летов; ; -

— испытания, проводимые по специальным программам (ре-

✓ рсные испытания, испытания различных видов оборудования и

и трегатов и т. д .);

— контрольные испытания серийного самолета.

I Однако условия проведения летного эксперимента, диапазоны

* ^ . ^следуемых скоростей полета, высот, углов атаки и чисел М, коли-

? сство характеристик и объем информации на этих испытаниях,

течно, различны и определяются обычно теми задачами, которые

\ ?посредственно решаются в каждом виде летных испытаний само-

^ ета.

1 Так, например, целью заводских испытаний обычно является

с доводка опытного самолета до состояния, обеспечивающего безопас

ность, выполнения полетов, комплексная оценка и отработка систем

. его бортового и наземного оборудования, определение основных

летно-технических и эксплуатационных характеристик и наконец

4 передача самолета на государственные испытания. Главной зада-

. чей последних является выявление и регламентация условий, обес

печивающих наибольшую безопасность и простоту пилотирования

самолета, определение соответствия техническому заданию реаль

н ы х летно-технических данных и основных эксплуатационных ха-

I ^актеристик самолета для решения вопроса о запуске его в серий-

! юе 'производство.

Наконец, основная цель эксплуатационных испытаний самолета

состоит в выявлении всех наиболее характерных особенностей его

наземной и летной эксплуатации, пригодности и совершенства вспо

могательного оборудования и технических средств, в выявлении

и регламентации условий, обеспечивающих наибольшую регуляр

ность и экономичность полетов на новом самолете в зависимости

от назначения последнего. В ходе испытаний проверяются и уточ

няются регламенты технического обслуживания самолета, руковод

ства по его летной эксплуатации и технике пилотирования и раз

личные инструкции. Уточняются трудоемкость обслуживания само

лета, потребная численность технического персонала, способы его

эксплуатации и обслуживания и многие другие вопросы.

Специальные испытания проводятся в необходимых случаях

с целью изучения отдельных вопросов, которые могут возникать

в процессе государственных или эксплуатационных испытаний

самолета, а также и в ходе его летной эксплуатации.

Методика летных испытаний самолетов непрерывно совершен

ствуется по мере появления новой авиационной техники и особен

ностей ее применения, а также по мере дальнейшего совершенство

вания как измерительной аппаратуры, так и методов машинной

обработки результатов летного эксперимента.

Учитывая поступившие в издательство пожелания от летно

исследовательских и испытательных организаций, а такж е от от

дельных специалистов, в новое издание книги дополнительно вклю-1

чены:

— особенности испытаний самолетов с ТВД;

— определение причин ухудшения летных характеристик само

летов;

— испытания тяжелых самолетов с мощной механизацией

крыла на режимах предпосадочного планирования;

— влияние упругих деформаций проводки в продольном и попе

речном каналах управления на продольную устойчивость и управ

ляемость тяжелого самолета с обратимой системой управления;

— наземные способы тренировки экипажа;

— методы определения моментов инерции самолета.

Вместе с тем, из нового издания исключены характеристики

околоземной атмосферы, оценка погрешностей измерений при лет

ных испытаниях, а также специальные виды исследований и изме

рений при летных испытаниях самолета на устойчивость и управ

ляемость.

Главы I, IV, V, VI написаны канд. техн. наук И. М. Пашков-

ским, гл. II — инж. А. В. Павловым, гл. III — инж. Н. Г. Щитае-

вым и гл. VII, VIII, IX, X — канд. техн. наук М. Г. Котиком.

Авторы приносят глубокую благодарность М. Л. Галлаю, вни

мательно просмотревшему рукопись книги и сделавшему ряд цен

ных замечаний.

Авторы с признательностью примут все замечания по данной

книге. Отзывы и критические замечания следует направлять в из

дательство «МАШ ИНОСТРОЕНИЕ» по адресу: Москва, И-51,

Петровка, 24.

ОСНОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

а— скорость звука;

Ьд— средняя аэродинамическая хорда (САХ) крыла;

- с

с = — относительная толщина профиля крыла;

О— полетный вес самолета;

^прив— приведенный вес самолета;

^привЯ— приведенный вес самолета в фактических условиях;

^лрив.ст— приведенный вес самолета в стандартных условиях;

Ост— значение веса, принятое за стандартное;

§ — 9,81 м/сек2 — ускорение силы тяжести;

Н — высота полета;

Нр — барометрическая высота (высота по давлению);

Н ст— стандартная высота, принятая при приведении летной ха

рактеристики к стандартным атмосферным условиям;

Н практ— высота практического потолка в стандартных атмосферных

условиях при заданном режиме работы силовой установки;

т = — — масса самолета;

п — перегрузка самолета;

пх\ пУ?пг — продольная, вертикальная и боковая проекции вектора пе

регрузки п\

п — обороты двигателя в фактических атмосферных условиях;

Яприв— приведенные обороты двигателя;

ЯнЬм— обороты на номинальном (или принятом за номинальный)

режиме работы двигателя;

Яном.ф— номинальные обороты в фактических условиях;

Ые— эффективная мощность двигателя;

’ -^экв— эквивалентная мощность двигателя;

А ^изб— избыточная мощность силовой установки;

Р — тяга силовой установки;

Р в; Ян— усилия, прикладываемые летчиком к рычагам управления,

для отклонения руля высоты, элеронов и руля направления;

Р н — атмосферное давление, соответствующее барометрической

высоте Я р;

Рст — давление, соответствующее значению высоты Я ст, приня

той за стандартную;

Ро— атмосферное давление в стандартных условиях на уровне

моря (760 мм. рт. ст.);

# — скоростной напор воздушного потока;

0 — часовой расход топлива;

С?прив— приведенный часовой расход топлива;

Рст— часовой расход топлива, приведенный к заданным стандарт-

ным условиям по давлению и температуре;

Яст— относительный километровый расход топлива в стандартных

условиях;

гг ~ \ / — радиус инерции самолета относительно поперечной оси;

8 — площадь крыла;

Т — период собственных колебаний самолета;

Тн— абсолютная температура воздуха в фактических атмосфер

ных условиях;

Тсх— абсолютная температура воздуха в стандартных атмосфер

ных условиях для заданного значения стандартной вы

соты Я ст;

То— абсолютная температура в стандартных атмосферных усло

виях на уровне моря;

Т'прив— приведенная температура;

V — истинная скорость полета;

Кпр— скорость полета по прибору;

V /— индикаторная скорость полета;

V/ з — земная индикаторная скорость полета;

Уст— истинная максимальная скорость относительно воздуха

в стандартных условиях при заданном режиме работы си

ловой установки;

х в\ х э; х н— линейные перемещения рычагов управления относительно

исходного нейтрального положения рулей, соответствующего

условию фст=0; 6В = 0; 6Э = 0 и 6Н = 0;

— хп

х н ~ — — нейтральная (в отношении продольной статической устойчи-

Ь а

вости) центровка самолета (в % САХ);

х т

х т ~ — — продольная центровка самолета в % САХ, отсчитываемая

Ьа

от носка САХ;

— Ут — ^ т

ит ггг — ; г т=: — — относительные координаты смещения центра тяжести само

ед &А

лета по высоте от плоскости САХ и вбок от плоскости сим

метрии самолета (в % САХ);

а — угол атаки;

р — угол скольжения;

у — угол крена;

А — знак конечного приращения соответствующего параметра,

например, Дбв— (^в)конеч— (^в)исх’, Д{3=|3; Ао)х = сох;

&Пу = Пу ^уО~^'у 1 и т. д.

^[^ст]; 5э; &н— углы отклонения соответствующих рулевых поверхностей:

руля высоты (стабилизатора), элеронов и руля направления;

5руд— положение РУД — рычага управления двигателем;

5щ— угол отклонения посадочных щитков (закрылков);

5В#Т— угол отклонения воздушных тормозов;

б — угол наклона траектории полета к горизонту;

9 — угол тангажа;

X — удлинение крыла;

б — массовая плотность воздуха;

х — угол отклонения триммера (тв, тэ, тн);

X— угол стреловидности крыла;

ф — угол рыскания;

шх; о>у; и>г— соответственно угловые скорости крена, рыскания и тан

гажа (проекции на оси самолета вектора угловой скорости

вращения самолета со).

Г л а в а I

НАЗЕМНАЯ ПОДГОТОВКА

ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ.

ПЕРВЫЙ ВЫЛЕТ ОПЫТНОГО САМОЛЕТА

1. 1. ХАРАКТЕР ПРОВОДИМЫХ РАБОТ

До начала летных испытаний на самолете должен быть выпол

нен большой комплекс наземных работ. По своему характеру эти

работы весьма многообразны. Поэтому проводятся они группами

специалистов различного профиля под руководством ведущего

инженера по летным испытаниям.

Наземные работы необходимы как для предполетной отработки

силовой установки самолета, его систем, оборудования и доведения

их до вполне работоспособного состояния, так и для установки

на самолете контрольно-записывающей испытательной аппаратуры

и подготовки экипажа к первому вылету и последующим испыта

тельным полетам.

В ходе наземной подготовки самолета к летным испытаниям

должны быть по-,возможности выявлены и устранены все наиболее

серьезные производственные и конструктивные дефекты самолета,

его систем и оборудования.

К числу обязательных видов наземных работ, проводимых на

самолете до начала летных испытаний, относятся:

а) изучение особенностей аэродинамической и весовой компо

новки самолета, кабины летчика, системы управления, силовой

установки, всех самолетных систем и оборудования, а также пред

ставленных конструкторским бюро (КБ) материалов и технической

документации. Особое внимание при этом уделяется изучению под

готовленных КБ рекомендаций по летной и наземной эксплуатации

самолета, указаний по действиям летчика и экипажа в особых

случаях полета, установленных КБ для самолета летно-эксплуата

ционных ограничений по прочности, управляемости и работе сило

вой установки для всех возможных вариантов загрузки и конфигу-.

рации самолета. Кроме того, соответствующие специалисты тщ а

тельно просматривают обобщенные материалы продувок модели

в аэродинамических трубах, данные аэродинамического расчета

ожидаемых летных характеристик самолета, расчета прочности,

стендовых испытаний наиболее ответственных систем и моделиро

вания движения самолета на электронных машинах;

б) составление программы наземных и летных испытаний само

лета;

в) разработка системы измерений. Одновременно уточняются

подлежащие регистрации параметры, потребные диапазоны изме

рений и точность, тип контрольно-записывающей аппаратуры

(КЗА ), места ее размещения на самолете. Уточняются наиболее

важные параметры, измерение которых необходимо дублировать,

а также перечень основной и вспомогательной КЗА для каждого

испытательного полета;

г) отладка и контрольные опробования всех самолетных систем,

специального оборудования и силовой установки самолета. При

опробовании работы двигателей, кроме того, уточняются последо

вательность выработки топлива из баков и величина невырабаты-

ваемых остатков топлива в баках;

д) практическое освоение летным экипажем своих рабочих мест

в самолете;

е) нивелировка и контрольный обмер самолета;

ж) оборудование самолета контрольно-записывающей аппара

турой, тарировка аппаратуры, подготовка дешифраторов. При не

обходимости производится также оборудование самолета аппара

турой для киносъемки спектров обтекания крыла (или других ча

стей самолета) и замера упругих деформаций конструкции;

з) контрольные тарировки штатной бортовой аппаратуры;

и) контрольная проверка по паспорту и технической докумен

тации основных характеристик бустеров, включенных в систему

управления (величины располагаемого тягового усилия, максималь

ной скорости перекладывания рулей, характера зависимости вели

чины тягового усилия бустера от скорости отклонения руля);

к) контрольные определения основных характеристик системы

управления рулями самолета;

л) контрольные определения основных характеристик системы

автоматической стабилизации самолета (передаточных чисел, зави

симости их от режима полета, частотных характеристик системы,

максимальных перемещений штока исполнительного механизма);

м) определение положения центра тяжести (ЦТ) самолета по

отношению к средней аэродинамической хорде крыла (САХ) *т, Ун

(а в некоторых случаях и относительно плоскости симметрии само

лета гт) при различных, возможных в эксплуатации вариантах за

грузки самолета топливом, съемными грузами, пассажирами и т. д.

Определение зависимости изменения положения ЦТ самолета в по

лете при выработке топлива из баков;

н) фотографирование самолета с различных точек (спереди,

сзади, сверху, сбоку, 3/4 спереди, 3/4 сзади) при убранных и откло

ненных закрылках и воздушных тормозах, с наружными подвес

ками и без них. Кроме того, фотографируются кабина летчика и ра

бочие места других членов экипажа, а также все наиболее интерес

ные и оригинальные места на самолете, дающие более полное пред

ставление о его аэродинамических и конструктивных особенностях.

Наиболее характерные фотографии в дальнейшем помещаются

в отчет по летным испытаниям самолета;

о) оценка устойчивости и управляемости самолета при движе

нии его от места стоянки к старту, а такж е в процессе разбега

и пробега по ВПП,

Цель и характер указанных выше работ достаточно очевидны.

Однако некоторые из них все же нуждаются в более подробном

разъяснении, так как от тщательности и полноты их проведения

во многом зависит качество испытаний самолета в целом и безопас

ность проведения летного эксперимента. Такими видами наземных

работ являются: разработка программы испытаний самолета (на

земных и летных) и системы измерений, определение фактической

центровки реального самолета, его моментов инерции и характери

стик системы управления, наземные тренировки летного экипажа,

выполнение рулежек, пробежек и подлетов.

1.2. ПРОГРАММА ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ САМОЛЕТА

Программа летных испытаний определяет цели, объем, условия

и методы проведения на самолете большого комплекса работ, обес

печивающих всестороннюю оценку нового изделия. К их числу отно

сятся: наземная подготовка самолета к испытаниям, рулежки,

пробежки и подлеты, первый вылет и доводочные полеты, определе

ние характеристик самолета,-оценка соответствия его техническому

заданию (ТЗ), выявление особенностей летной и наземной экс

плуатации самолета.

Программа испытаний обычно освещает следующие основные

вопросы:

— цель проведения работы;

— краткие сведения об объекте испытаний и его особенностях;

— методику проведения испытаний;

— перечень испытательной аппаратуры, устанавливаемой на

самолет;

— ббъем наземных испытаний (перед началом и в процессе

проведения полетов);

— объем летной работы с указанием условий проведения экспе

римента (скорости, высоты, центровки, полетного веса, режима

работы двигателей, допустимого минимума погодных условий

и т. п.), количества полетов, их продолжительности и последова

тельности проведения;

— основные летные ограничения.

Кроме того, к программе прикладываются указания экипажу

о действиях в особых случаях полета (при отказе двигателя или

самолетных систем, неблагоприятных изменениях устойчивости и

управляемости и т. п.).

Программа составляется ведущим инженером по летным испы

таниям самолета совместно с ведущим летчиком-испытателем и

специалистами КБ, принимавшими участие в создании аппарата.