Полетный цикл легкого самолета.

Дмитрий91

Я люблю строить самолеты!
Здравствуйте уважаемые форумчане. Меня зовут Дмитрий, я аспирант и я собираюсь провести исследование характеристик нового типа силовой установки для самолетов. Конкретнее, речь идет о гибриде турбовального ГТД и электродвигателя. Планируется рассматривать малоразмерный двигатель, мощностью около 400кВт, пригодный для установки на легкие самолеты, типа Extra EX-500, Cessna 210 или Cessna 208 Caravan. Логично рассмотреть работу такого двигателя на базе полетного цикла самолета, и здесь возникает множество вопросов.  Я не специалист по проектированию или летной эксплуатации самолетов, поэтому после некоторого размышления оказалось что знаю о полетном цикле удручающе мало. Предполагаю, что цикл можно разделить на несколько этапов – рулежка, разбег и взлет, набор высоты, крейсерский полет, снижение и посадка, парковка. (Если это не так, прошу меня поправить)  Дальше возникает множество вопросов , а именно:
1)Как долго обычно работает двигатель на земле перед взлетом?
2) Сколько обычно длится взлет? (Имеется в виду период работы двигателя на режиме 100%)
3) На каком режиме выполняется набор высоты? (Имеется в виду, держит ли пилот полный газ до целевой высоты или набор происходит на 80% например)
4)Сколько длится период набора высоты? Набор происходит с максимальной скороподъемностью или близкой к ней, или как-то по другому?
5)Как выбирается высота крейсерского полета? Существует ли специальная высота, рекомендованная производителем, или выбор осуществляется пилотом или диспетчером?
6) На каком режиме работы двигателя производится снижение и сколько оно обычно длится?
7)Сколько времени занимают послепосадочные маневры и парковка? (И правильно ли я понимаю что они производятся на собственной тяге самолета?) 
Я понимаю что ответы на приведенные вопросы зависят от аэродрома, самолета и пилота, также понимаю что названные выше типы ЛА различаются по своему назначению и классу. Однако хочется с одной стороны получить какие-либо рекомендации по поиску ответов на вопросы, а также собрать маломальскую статистику по полетным циклам легких самолетов, на которую можно ориентироваться. С другой стороны понимаю что многие вещи могут быть описаны в документах к самолету, буду благодарен за любые советы как и где их искать.
Заранее спасибо всем ответившим.
P.S. Новичок на этом форуме, если пост не в профильной ветке прошу модератора перенести в профильную.
 
Самая простая рекомендация. Найдите в гугле учебный фильм ЯК-52. Почти все ответы на Ваши вопросы очень доходчиво и наглядно описаны и продемонстрированы.
 
Хм... Не уверен, что в киношке про 52 будут ответы на поставленные воросы... Мне кажется, что на большинство из них нет простых прямых ответов...
Кроме приблизительных ответов на вопросы типа "сколько времени на взлетный режим"...
Все остальное будет зависеть от задач и целей полета, условий "доведения" СУ до необходимых кондиций перед взлетом и т.п., какие кондиции должны быть у такой СУ? Да и вообще, а реально впихнуть в Экстру или Цессну такую СУ с учетом весов, компоновки и т.п.?
Кажись, правильнее будет конструлить новый самолет под такой мотор...  Ну, я так думаю...
А так:
- прогрев, тест режимов, рулежка - по необходимостям и ситуации
- взлетный режим до набора, например, 100 м - тоже от обстановки с препятствиями и т.п.
- набор - сколько потребуется и зависит от скороподъемности и заданной высоты, в конкретных условиях, конечно, и кондиций СУ, естественно
- крейсер для поршневых - обычно 65-75% мощности, а сколько времени надо куда лететь?
- снижение и посадка - сколько потребуется, зависит от начальной высоты, условий, кондиций самой СУ
И т.п. Разве, не так?
А еще порадовал вопрос "7)Сколько времени занимают послепосадочные маневры и парковка? (И правильно ли я понимаю что они производятся на собственной тяге самолета?) "... сразу наворачиваются слезы от умиления, когда вспоминаешь выпученные или впалые глаза толкающих-тянущих свои ЛА пялотов на наших героических маленьких еродромах...  😀
 
Подумал-подумал... А может, хрень написал? А просто посочинять...
Во:
Прогрев, отгазовка, руление - 10 мин., 5-10% мощности, кратковременно - до 100%
Взлет - до 10 минут, 100%
Набор - 75-90%, неограниченно
Крейцер - неограниченно, 65-75%
Снижение-посадка - неограниченно, 10-65%
Руление - 5 минут, 5-10%
Так подойдет?
 
ОСТРОВИТЯНИН, спасибо за рекомендацию, фильм посмотрел, пока мельком, но к сожалению ответов на свои вопросы не нашел. Все-таки речь в фильме идет о пилотажном самолете и базовых фигурах, я-же имел в виду скорее полет из одного пункта в другой.
Mitja-san, большое спасибо за ответ, вполне подойдет, правда остаются некоторые вопросы по соотношению высота полета-скорость-дальность. Наверное существуют рекомендации по выбору параметров крейсерского полета в зависимости от дальности и условий, или это делается больше интуитивно? Допустим необходимо лететь на 500 км. (Просто в качестве цифры для примера)
По первому вашему сообщению - по первым прикидкам должно быть более-менее реально впихнуть в серийный самолет. Сам двигатель может получиться даже компактнее существующих, правда, если не учитывать аккумуляторы. Но пока исследование на самом раннем этапе. В принципе, вы правы - под новую СУ может потребоваться новая компоновка самолета, но поскольку этот новый двигатель с точки зрения самолета не сильно отличается от обычного турбовинтового, мне кажется разумным для начала оталкиваться от параметров существующих самолетов.
 
нет простых прямых ответов... 
Есть волшебный параметр,для любого ДВС,называется Удельный расход топлива г\л.с.\час 😀 он всё и описывает,рой эксплуатационную литературу,где прописаны основные циклограммы газовок и "перегазовок" 😛
 
нет простых прямых ответов... 
Есть волшебный параметр,для любого ДВС,называется Удельный расход топлива гл.с.час 😀 он всё и описывает,рой эксплуатационную литературу,где прописаны основные циклограммы газовок и "перегазовок" 😛
Это к кому и к чему?  :-?

вопросы по соотношению высота полета-скорость-дальность. Наверное существуют рекомендации по выбору параметров крейсерского полета в зависимости от дальности и условий, или это делается больше интуитивно? Допустим необходимо лететь на 500 км. (Просто в качестве цифры для примера)
По первому вашему сообщению - по первым прикидкам должно быть более-менее реально впихнуть в серийный самолет. Сам двигатель может получиться даже компактнее существующих, правда, если не учитывать аккумуляторы. Но пока исследование на самом раннем этапе. В принципе, вы правы - под новую СУ может потребоваться новая компоновка самолета, но поскольку этот новый двигатель с точки зрения самолета не сильно отличается от обычного турбовинтового, мне кажется разумным для начала оталкиваться от параметров существующих самолетов. 
Все не так... Точнее не с того конца...
По компоновке... Куда вкрячивать ГТД собираетесь? Где он будет установлен? Куда "дулка" "дуть" будет?
Вообще, планер самолета проектируют исходя из имеющейся СУ со всеми ее возможностями, потребностям и "прибамбасами"...
Крейцер и дальность - это вообще занятная весчь... Самолет и проектируется в т.ч. из задания скоростей всяких, дальностей, "грузоподъемнотей" и т.п... Вся эта хрень взаимосвязана, как и еще со многим...
Вот, например, Альбатрос упомянул удельный расход топлива... Снится мне, что ГТД выигрывает у поршневых в соотношении мощность/вес, а в удельном расходе топлива проигрывает... для маленьких как пить дать... Это на сколько больше топлива нужно "впердолить" в баки, чтоб некую сравнимую дальность и кр.скорость получить?
Но и это все ни о чем...
Если создаете новую СУ, то по временным параметрам работы исходите из:
максимальная взлетная мощность - мин. 10 минут непрерывно...
"Крейсерская" мощность (60-90%) - неограниченно долго...
А там уже и определятся и вес, и расход топлива на разных режимах, и потребные аккумуляторы со своими весами (это для вашего случая важно, наверное), и требования к компоновке на самолете, и т.п. и т.д... А там уже станет понятно, это зачем-то надо было или так,- для тренировки мозгов и конечностей? А может, просто,- для освоения гранта, бюджета и т.п. или для диплома, диссера и т.п.?
Вот такое мое пионэрское видение текущего моменту...  :-[
 
Дмитрий91
Я вообще думаю так. Если Вы не в теме, то лучше туда не лезть  :IMHO.
А если очень хочеться. То сначало войдите в мир авиации. Купите себе несколько тренировочных полётов. И Вам сразу станет всё более понятно. Уж очень сложно это всё объясьнить человеку ДАЛЁКОМУ от управления самолётом 😎.
 
По компоновке... Куда вкрячивать ГТД собираетесь? Где он будет установлен? Куда "дулка" "дуть" будет?
Еще раз по двигателю 🙂 Двигатель - турбовинтовой, поэтому компоновка самолета существенно не меняется, по крайней мере в первом приближении. В принципе, есть достаточно много примеров ремоторизации, когда поршневой двигатель меняют на турбовинтовой, и получают от этого некоторые преимущества.
С другой стороны действительно, у малоразмерного ГТД удельный расход выше чем у поршневого, с этим и боремся) Но и потребляет ГТД керосин, который дешевле бензина.
Если создаете новую СУ, то по временным параметрам работы исходите из:максимальная взлетная мощность - мин. 10 минут непрерывно..."Крейсерская" мощность (60-90%) - неограниченно долго...
Для этого в конечном итоге и создал эту тему- определиться с режимами работы, на которых должен работать двигатель.
Но, для газотурбинного двигателя, да и для поршневого, режим это не только "положение РУД", но и высота и скорость полета. Вот эти параметры и хочется как-то связать между собой и данными самолета. Что-бы можно было сказать - условно- если летим на 500 км, набираем такую-то высоту и летим с вот такой скоростью. (Погодные условия в гипотетическом примере не учитываем) Чтобы потом сказать - на дистанциях например 300км новый двигатель имеет преимущества, а вот на больших- уже нет. (Опять-таки условно) Как-то так.
А там уже станет понятно, это зачем-то надо было или так,- для тренировки мозгов и конечностей? А может, просто,- для освоения гранта, бюджета и т.п. или для диплома, диссера и т.п.?
На этот пункт честно отвечу - этот материал собираюсь использовать в диссертации, вероятность того, что результаты работы воплотятся в "железо" мала, но тем не менее хочется сделать работу на основе реальных данных и потребностей.
 
На этот пункт честно отвечу - этот материал собираюсь использовать в диссертации, вероятность того, что результаты работы воплотятся в "железо" мала, но тем не менее хочется сделать работу на основе реальных данных и потребностей.

На сегодня, лучший ТВД для АОН, это General Electric GE H80(доработаный Чехословатский М-601). Если Вам удасться придумать что-то более совершенное, то дерзайте :craZy
 
Еще раз по двигателюДвигатель - турбовинтовой, поэтому компоновка самолета существенно не меняется, по крайней мере в первом приближении. В принципе, есть достаточно много примеров ремоторизации, когда поршневой двигатель меняют на турбовинтовой, и получают от этого некоторые преимущества.
Дмитрий, изучите вот эту веточку про ремоторизацию Ан-2...
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1298015938/all

если инет слабенький , то :
http://www.reaa.ru/cgi-bin/yabb/YaBB.pl?num=1298015938
 
Диссертация по авиационной СУ, человка далёкого от авиации - это сильно! Хотя вполне в духе времени...
Ну, кроме того что я недавно закончил университет по специальности "Проектирование авиационных двигателей и энергоустановок" я действительно очень далек от авиации 🙂
А если серьезно, то вопросы эксплуатации и организации полетов для меня "темный лес", особенно легких самолетов. Собственно, чтобы эти вопросы для себя прояснить я и создал эту тему. И впринципе по времени наземных операций все более-менее понятно, еще раз спасибо Mitja-san за его конструктивные посты.
На сегодня, лучший ТВД для АОН, это General Electric GE H80(доработаный Чехословатский М-601). Если Вам удасться придумать что-то более совершенное, то дерзайте 
Речь не идет о "придумать двигатель", это требует согласованного труда достаточно большого коллектива опытных специалистов. Скорее реч идет о "доказать возможность улучшений" в области малорамерных двигателей, или даже - доказать существование альтернативного подхода.
Дмитрий, изучите вот эту веточку про ремоторизацию Ан-2...
Спасибо за рекомендацию, ветку изучил и впринципе она подтверждает мои слова - была проведена ремоторизация с минимальными изменениями конструкции самолета (новая моторама, капот и некоторые агрегаты) и получены преимущества по сравнению с базовой конструкцией. Сложности с сертификацией и обсуждения необходимости ремоторизации пожалуй к технической стороне особого отношения не имеют? 🙂

Возвращаясь к теме - для меня по прежнему остается неясным вопрос, как будет проходить полет самолета на заданную дальность в хороших погодных условиях? Описаны-ли оптимальные параметры крейсерского полета в документации к самолету, либо их задает каким-либо образом диспетчер или что-то иное? Понимаю что вопрос звучит достаточно глупо, но все-же.
 
Возвращаясь к теме - для меня по прежнему остается неясным вопрос, как будет проходить полет самолета на заданную дальность в хороших погодных условиях? Описаны-ли оптимальные параметры крейсерского полета в документации к самолету, либо их задает каким-либо образом диспетчер или что-то иное? Понимаю что вопрос звучит достаточно глупо, но все-же.

Режимы работы СУ выбирает пилот. И может быть ОЧЕНЬ много вариантов. Пилот может выбирать, какие обороты винта установить и мошьность двигателя(в рекомендованных пределах). Однако существуют основные режимы, рекомедованные производителем: Взётный(может быть ограничен по времени), Номинальный(Их может быть несколько). В варианте ТВД режим работы СУ определяется оборотами винта и крутящим моментом двигателя.
 
К выше сказаному пример(но не с ТВД)
В прошлом месяце летал я по маршруту(700км) на С-177RG. Были грозы. Приходилось обходить и прорываться. И режим работы СУ приходилось менять постоянно.
Но об этом я напишу в отдельной ветке.
 
я недавно закончил университет по специальности "Проектирование авиационных двигателей и энергоустановок" 

Охренеть!!! Судя по тому, что основной материал для диссертации собирается в соцсетях, нашему образованию на самом деле ппц!
 
Назад
Вверх