RU2134217C1

RU2134217C1 - Method of take-off of aircraft

Info

Publication number: RU2134217C1
Application number: RU98105675/28A
Authority: RU
Inventors: М.П. Симонов
Original assignee: АООТ "ОКБ Сухого"
Priority date: 1998-04-06
Filing date: 1998-04-06
Publication date: 1999-08-10

Abstract

FIELD: deck aviation. SUBSTANCE: prior to take-off, cruise engine is set in working mode at maximum afterburning thrust which is no less than 0.5 of aircraft take-off weight. This mode is maintained till maneuvering speed has been attained. Take-off acceleration includes pitching acceleration in final acceleration run at interaction with curvilinear spring board. Take-off acceleration during run over entire length of spring board is effected at distance of no less than 8 distances between front and main legs of aircraft at monotonic rise of normal g-load to no more than 3 g at parabolic rise of pitch angle to 12-16 deg at lift off spring board. Stabilizer is turned from position at negative angle of attack in getting on spring board to position at positive angle of attack. After lifting off spring board, stabilizer is turned to position of minimum positive angle of attack sufficient for rise of angle of attack of aircraft to magnitude corresponding to increasing speed of flight. EFFECT: reduced hunting of aircraft when running on spring board. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способам укороченного взлета самолетов с реактивными маршевыми двигателями при значительной тяговооруженности с использованием трамплина. The invention relates to methods for shortened take-off of aircraft with jet propulsion engines with significant thrust-weight ratio using a springboard.

Преимущественной областью применения изобретения является взлет самолета с палубы авианосца. An advantageous field of application of the invention is the take-off of an aircraft from the deck of an aircraft carrier.

Предшествующий уровень техники
При взлете с трамплина самолетов типа "Хариер" ("Air Pictoral", 1977, II, vol 39, N 2;
патентные заявки: Великобритания - 1475313 и 1554968,
Франция - 2418744 и 2466396,
Германия - 2907280,
Япония - 5-16896;
патенты США - 4173323 и 4350316) используется относительно короткий трамплин с незначительной кривизной конечного участка.State of the art
When taking off from the springboard of Harier type airplanes (Air Pictoral, 1977, II, vol 39, N 2;
patent applications: United Kingdom - 1475313 and 1554968,
France - 2418744 and 2466396,
Germany - 2907280,
Japan - 5-16896;
US Pat. Nos. 4,173,323 and 4,350,316) use a relatively short springboard with little curvature of the end section.

При взлете с трамплина самолета F-18 (Техническая информация ЦАГИ, N 15, август 1996) использовался прямой трамплин с небольшим углом наклона. When taking off from the springboard of the F-18 aircraft (TsAGI Technical Information, No. 15, August 1996), a direct springboard with a small angle of inclination was used.

Разбег самолета по криволинейному трамплину сопровождается увеличением нормальной перегрузки с раскачкой самолета в вертикальной плоскости, тем большей, чем меньше относительная длина трамплина, и ростом момента по тангажу. При сходе с трамплина этот момент придает самолету угловую скорость на кабрирование при сравнительно небольшой скорости полета. По изложенным причинам управление самолетом после схода с трамплина может быть существенно затруднено. The run of the aircraft along a curved springboard is accompanied by an increase in normal overload with the aircraft swinging in the vertical plane, the greater the smaller the relative length of the springboard and the increase in pitch moment. When leaving the springboard, this moment gives the aircraft an angular velocity for cabling at a relatively low flight speed. For the stated reasons, control of the aircraft after leaving the springboard can be significantly difficult.

Управление самолетом типа "Хариер" после схода с трамплина обеспечивается за счет отклонения вектора тяги маршевого двигателя. The control of a Harier-type aircraft after leaving the springboard is ensured by the deviation of the thrust vector of the mid-flight engine.

Взлет самолета F-18 осуществляется на максимальном безфорсажном режиме работы маршевых двигателей. Take-off of the F-18 aircraft is carried out at maximum after-flight operation of marching engines.

Сущность изобретения
В основу изобретения положено решение задачи обеспечения надежного взаимодействия самолета с трамплином, имеющим параболический профиль третьего порядка, при незначительной раскачке в вертикальной плоскости и устойчивого полета с набором высоты после схода с трамплина, со скоростью, существенно меньше эволютивной.SUMMARY OF THE INVENTION
The basis of the invention is the solution to the problem of ensuring reliable interaction of the aircraft with a springboard having a third-order parabolic profile, with slight buildup in the vertical plane and stable flight with climb after leaving the springboard, at a speed substantially less than the evolving one.

Для решения поставленной задачи при реализации способа взлета самолета, предусматривающего перед стартом вывод маршевого двигателя на рабочий режим, стартовый разгон при пробеге самолета за счет реактивной тяги маршевого двигателя, включающий разгон по тангажу на заключительном участке пробега при взаимодействии с криволинейным трамплином, а после схода с трамплина - увеличение скорости полета, согласно изобретению, перед стартом маршевый двигатель выводят на режим максимальной форсажной тяги, составляющей не менее 0,5 взлетного веса самолета, и поддерживают этот режим до достижения эволютивной скорости полета, стартовый разгон при пробеге по всей длине трамплина осуществляют на дистанции не менее 8 расстояний между передней и основными опорами самолета с монотонным возрастанием нормальной перегрузки до не более 3g при параболическом возрастании угла тангажа до 12 - 16^o при сходе с трамплина, при этом поворачивают стабилизатор из положения под отрицательным углом атаки при входе на трамплин в положение положительного угла атаки для формирования аэродинамического момента на пикирование, нейтрализующего момент на кабрирование, возникающий при взаимодействии самолета с трамплином.To solve the problem, when implementing the method of taking off an aircraft, which involves launching the marching engine to operating mode, starting acceleration during the run of the aircraft due to jet thrust of the marching engine, which includes acceleration in pitch at the final section of the run when interacting with a curved springboard, and after leaving springboard - increase in flight speed, according to the invention, before starting the mid-flight engine is brought to the maximum afterburner thrust of at least 0.5 take-off weight the aircraft, and maintain this mode until the evolving flight speed is reached, the starting acceleration during the run along the entire length of the springboard is carried out at a distance of at least 8 distances between the front and the main supports of the aircraft with a monotonic increase in normal overload to no more than 3g with a parabolic increase in pitch angle to 12 - 16 ^o when leaving the springboard, while the stabilizer is turned from a position at a negative angle of attack when entering the springboard into a position of a positive angle of attack to form an aerodynamic moment nta dive, neutralizing the moment of cabriole arising from the interaction of the aircraft with a springboard.

При максимальной форсажной тяге самолет при наименьшей длине пробега до трамплина приобретает максимально возможную скорость, необходимую как для получения максимально возможного ускорения по тангажу при пробеге по трамплину, так и возможно большей скорости полета при сходе с трамплина. При этом тяговооруженность 0,5 достаточна для того, чтобы эти скорость и ускорение были достаточны для взлета самолета с предельной нагрузкой и последующего разгона без потери высоты полета. With maximum afterburning thrust, the aircraft with the shortest possible distance to the springboard acquires the maximum possible speed necessary to obtain the maximum possible acceleration in pitch during the springboard run, as well as the highest possible flight speed when leaving the springboard. At the same time, a thrust ratio of 0.5 is sufficient to ensure that these speeds and accelerations are sufficient for take-off of the aircraft with the maximum load and subsequent acceleration without loss of altitude.

Указанная дистанция пробега по трамплину достаточна как для достижения нужной скорости полета при сходе с трамплина, так и для минимизации раскачки самолета в вертикальной плоскости настолько, чтобы эта раскачка не повлияла на устойчивость самолета по тангажу после схода с трамплина. Для этого же необходимы указанное ограничение нормальной перегрузки и монотонность ее возрастания. The indicated distance along the springboard is sufficient both to achieve the desired flight speed when leaving the springboard, and to minimize the build-up of the aircraft in a vertical plane so that this build-up does not affect the aircraft's pitch stability after leaving the jump. For this, the indicated limitation of the normal overload and the monotonicity of its increase are necessary.

Параболическое возрастание угла тангажа до указанного предела, соответствующее увеличению кривизны трамплина, необходимо для обеспечения как указанного характера изменения нормальной перегрузки, так и для достижения к моменту схода самолета с трамплина такой скорости по тангажу, при которой возможен дальнейший разгон без практически потери высоты. Вследствие указанного поворота стабилизатора при пробеге самолета по трамплину аэродинамический момент на пикирование нейтрализует момент на кабрирование, возникающий при взаимодействии самолета с трамплином, предотвращая как отрыв передней опоры от трамплина, так и ее избыточную нагрузку. A parabolic increase in the pitch angle to the specified limit, corresponding to an increase in the curvature of the springboard, is necessary to ensure both the indicated nature of the change in normal overload and to achieve a pitch speed at the moment the plane leaves the springboard at which further acceleration is possible without practically losing height. Owing to the indicated rotation of the stabilizer during the flight of the aircraft on the springboard, the diving aerodynamic moment will neutralize the moment of drag that occurs during the interaction of the aircraft with the springboard, preventing both the front support from the springboard and its overload.

Если самолет имеет крыло с отклоняемыми носками, целесообразно через 0,5 - 2,0 с после схода самолета с трамплина повернуть их в положение, соответствующее углу атаки самолета. If the aircraft has a wing with deflectable socks, it is advisable to turn them into a position corresponding to the angle of attack of the aircraft 0.5 to 2.0 seconds after the plane leaves the springboard.

При этом увеличивается кривизна крыла и его подъемная сила, вследствие чего возрастает скороподъемность самолета. This increases the curvature of the wing and its lifting force, resulting in increased rate of climb of the aircraft.

В тех случаях, когда самолет выполнен с передним горизонтальным оперением, целесообразно, если его перед завершением пробега самолета по трамплину на участке его наибольшей кривизны поворачивают из положения с положительным углом атаки в положение отрицательного угла атаки, а после завершения пробега возвращают переднее горизонтальное оперение в положение положительного угла атаки. In cases where the aircraft is made with the front horizontal tail, it is advisable if it is turned from the position with a positive angle of attack to the position of negative angle of attack before completing the run of the plane along the springboard at the site of its greatest curvature, and after completing the run, the front horizontal tail is returned to the position positive angle of attack.

При указанном повороте переднего горизонтального оперения возникает дополнительный аэродинамический момент на пикирование, нейтрализующий момент на кабрирование, возникающий при взаимодействии самолета с трамплином, вследствие чего становится возможным сход самолета с трамплина при большем угле тангажа. With the indicated turn of the front horizontal tail, an additional aerodynamic moment arises during the dive, which neutralizes the moment of drag that occurs during the interaction of the aircraft with the springboard, which makes it possible for the aircraft to leave the springboard at a larger pitch angle.

Перечень фигур
В дальнейшем изобретение поясняется конкретными примерами его реализации со ссылками на прилагаемый чертеж и графики, на которых изображены:
Фиг. 1 - схема патентуемого способа взлета самолета с положениями его перед трамплином (А), на трамплине (Б) и в полете (В).List of figures
The invention is further illustrated by specific examples of its implementation with reference to the attached drawing and graphs, which depict:
FIG. 1 is a diagram of a patented method for taking off an airplane with its positions in front of the springboard (A), on the springboard (B) and in flight (C).

Фиг. 2 - график, иллюстрирующий изменение положение самолета при пробеге и в полете по высоте, скорости самолета при пробеге и в полете, нормальной перегрузки, момента на кабрирование при взаимодействии самолета с трамплином, углов тангажа и атаки самолета, угла атаки стабилизатора и переднего горизонтального оперения (ПГО), положения отклоняемых носков крыла. FIG. 2 is a graph illustrating the change in the position of the aircraft during the run and in flight in height, the speed of the aircraft during the run and in flight, normal overload, the moment of cabriole when the aircraft interacts with the springboard, the pitch and attack angles of the aircraft, the angle of attack of the stabilizer and the front horizontal tail ( PGO), the position of the deflected socks of the wing.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения
Самолет, способ взлета которого патентуется, содержит шасси с передней 1 и основными 2 опорами, переднее горизонтальное оперение 3 и стабилизатор 4. Крыло 5 механизировано отклоняемыми носками 6 и закрылками 7, являющимися частью флапперонов. Силовая установка самолета включает в себя два турбореактивных двигателя 8 с форсажом. Взлет осуществляется с использованием трамплина 9.Information confirming the possibility of carrying out the invention
The plane, the take-off method of which is patented, contains a landing gear with front 1 and main 2 supports, front horizontal tail 3 and stabilizer 4. Wing 5 is mechanized by deflectable socks 6 and flaps 7, which are part of flappers. The power plant of the aircraft includes two turbojet engines 8 with afterburner. Take-off is carried out using a springboard 9.

Перед стартом оба маршевых двигателя 8 выводят на рабочий режим максимального форсажа. Стартовый разгон при пробеге самолета осуществляют за счет реактивной тяги маршевых двигателей, составляющей не менее 0,5 взлетного веса самолета. Этот режим работы маршевых двигателей поддерживают до достижения эволютивной скорости полета, приблизительно 300 км/ч. Стартовый разгон включает разгон по тангажу на заключительном участке пробега при взаимодействии с криволинейным трамплином 9. Закрылки 7 установлены во взлетное положение. Before starting, both main engines 8 are brought to the operating mode of maximum afterburner. The starting acceleration during the run of the aircraft is carried out due to the jet thrust of the marching engines, which is at least 0.5 take-off weight of the aircraft. This mode of operation of the mid-flight engines is maintained until an evolving flight speed of approximately 300 km / h is achieved. Starting acceleration includes acceleration in pitch at the final section of the run when interacting with a curved springboard 9. Flaps 7 are installed in the take-off position.

После схода с трамплина скорость полета увеличивают от 100 - 180 км/ч до эволютивной. After leaving the springboard, the flight speed is increased from 100 - 180 km / h to evolutionary.

Стартовый разгон при пробеге по всей длине трамплина осуществляют на дистанции не менее 8 расстояний между передней и основными опорами самолета. При этом нормальная перегрузка монотонно возрастает до приблизительно 1,8 - 2,5g при параболическом возрастании угла тангажа до приблизительно 14^o при сходе с трамплина. При входе на трамплин поворачивают стабилизатор 4 из положения под отрицательным углом атаки 4 - 6^o при входе на трамплин в положение положительного угла атаки 12 - 15^o. Поворот осуществляют со скоростью, соответствующей скорости возрастания момента на кабрирование при параболическом увеличении кривизны трамплина 9 до величины, соответствующей наибольшему значению этого момента при сходе с трамплина.Starting acceleration during the run along the entire length of the springboard is carried out at a distance of at least 8 distances between the front and main supports of the aircraft. In this case, the normal overload monotonically increases to about 1.8 - 2.5 g with a parabolic increase in pitch angle to about 14 ^o when leaving the springboard. When entering the springboard, stabilizer 4 is turned from a position at a negative angle of attack of 4 - 6 ^o when entering the springboard in a position of a positive angle of attack of 12 - 15 ^o . The rotation is carried out at a speed corresponding to the rate of increase of the moment of cabriding with a parabolic increase in the curvature of the springboard 9 to a value corresponding to the largest value of this moment when leaving the springboard.

Вследствие изменения угла атаки стабилизатора формируется аэродинамический момент на пикирование, нейтрализующий момент на кабрирование, возникающий при взаимодействии самолета с параболической поверхностью трамплина. Due to a change in the angle of attack of the stabilizer, an aerodynamic moment of diving is formed, which neutralizes the moment of diving, which occurs when the aircraft interacts with the parabolic surface of the springboard.

При сходе самолета с трамплина стабилизатор 4 поворачивают в положение меньшего положительного угла атаки 6 - 10^o. Величина этого угла достаточна для возрастания угла атаки самолета до величины, соответствующей увеличивающейся скорости полета.When the plane leaves the springboard, the stabilizer 4 is turned to a position of a smaller positive angle of attack of 6 - 10 ^o . The value of this angle is sufficient to increase the angle of attack of the aircraft to a value corresponding to increasing flight speed.

В дальнейшем угол атаки стабилизатора изменяют соответственно с увеличением скорости полета. При увеличении скорости полета стабилизатор может быть установлен в нейтральное положение. Subsequently, the angle of attack of the stabilizer changes accordingly with increasing flight speed. With increasing flight speed, the stabilizer can be set to neutral.

Через 0,5 - 2,0 с после схода самолета с трамплина отклоняемые носки 6 крыла поворачивают в положение, соответствующее углу атаки самолета. After 0.5 - 2.0 s after the plane leaves the springboard, the deflectable socks 6 of the wing are turned into a position corresponding to the angle of attack of the aircraft.

Переднее горизонтальное оперение 3 перед завершением пробега самолета по трамплину 9 на верхнем участке его наибольшей кривизны кратковременно поворачивают из положения с положительным углом атаки 4^o - 6^o в положение отрицательного угла атаки 3 - 5^o, а после завершения пробега возвращают переднее горизонтальное оперение в положение положительного угла атаки.The front horizontal tail 3 before the completion of the run of the aircraft on the springboard 9 in the upper section of its greatest curvature is briefly turned from the position with a positive angle of attack of 4 ^o - 6 ^o to the position of the negative angle of attack of 3 - 5 ^o , and after the end of the run the front horizontal tail is returned to the position positive angle of attack.

Claims

1. A method of taking off an aircraft, providing for launching the marching engine to operating mode before starting, starting acceleration during the run of the aircraft due to jet thrust of the marching engine, including acceleration in pitch at the final section of the run when interacting with a curved springboard, and after leaving the springboard, an increase in speed flight, characterized in that before the start, the mid-flight engine is brought to the maximum afterburner thrust of at least 0.5 take-off weight of the aircraft, and maintain this mode until evolutive flight speed, starting acceleration during the run the entire length of jumping is performed at a distance of not less than 8, the distance between the front and the main supports of the aircraft with a monotone increasing normal overload to no more than 3 g at a parabolic increase in the pitch angle of 12 - 16 ^o when coming from a springboard, at the same time, the stabilizer is turned from a position at a negative angle of attack at the entrance to the springboard to a position of a positive angle of attack to form an aerodynamic moment of diving, which neutralizes the moment of the shaving that occurs when the aircraft interacts with a springboard, after which the stabilizer is turned to a position of a smaller positive angle of attack, sufficient to increase the angle of attack of the aircraft to a value corresponding to an increasing flight speed.

2. The method according to claim 1, characterized in that the deflected wing socks are rotated 0.5 to 2.0 seconds after the plane leaves the springboard to the position corresponding to the angle of attack of the aircraft.

3. The method according to p. 1 or 2, characterized in that the front horizontal tail is rotated before completing the run of the aircraft along the springboard at the site of its greatest curvature from the position with a positive angle of attack to the position of the negative angle of attack, and after completion of the run, the front horizontal tail is returned to positive angle of attack position.