3.5. Дальность и продолжительность полета

Дальность и продолжительность полета относятся к основным летно-техническим характеристикам самолета, зависят от многих факторов: скорости, высоты, сопротивления самолета, запаса топлива, удельного веса топлива, режима двигателей, температуры наружного воздуха, скорости и направления ветра и др. Большое значение для дальности и продолжительности полета имеет качество технического обслуживания самолета, в том числе регулировка командно-топливных агрегатов двигателей.

Практическая дальность – это расстояние, пролетаемое самолетом при выполнении конкретного полетного задания с заранее известным количеством топлива и остатком на посадке аэронавигационного запаса (АНЗ) топлива.

Практическая продолжительность – это время полета от момента взлета до посадки при выполнении конкретного полетного задания с заранее заданным количеством топлива и остатком на посадке АНЗ.

Основную часть топлива транспортный самолет расходует в горизонтальном полете.

Дальность полета определяется по формуле

,

где G_т ГП – топливо, расходуемое в горизонтальном полете, кг; C_км – километровый расход топлива, кг/км.

G_т ГП = G_{т полн} = (G_{т рул. взл} + G_{т наб} + G_{т сниж} +…);

,

где C_h – часовой расход топлива, кг/ч; V – истинная скорость полета, км/ч.

Продолжительность полета определяется по формуле

,

где G_т – запас топлива, кг.

Рассмотрим влияние на дальность и продолжительность полета различных эксплуатационных факторов.

Масса самолета. В полете за счет выгораний топлива масса самолета может уменьшаться на 30–40 %, следовательно, уменьшается потребный режим работы двигателей для сохранения заданной скорости и часовые и километровые расходы топлива.

Тяжелый самолет летит на большем угле атаки, поэтому его сопротивление больше, чем у легкого, который летит при той же скорости на меньшем угле атаки. Таким образом, можно сделать вывод, что тяжелый самолет требует больших режимов работы двигателей, а как известно, при увеличении режима работы двигателей возрастают часовые и километровые расходы топлива. В течение полета при V = const вследствие уменьшения массы самолета километровый расход топлива непрерывно уменьшается.

Скорость полета. С увеличением скорости расход топлива увеличивается. При минимальном километровом расходе топлива дальность полета максимальная:

.

Скорость, соответствующая С_{км min}, называется крейсерской.

Ниже на номограмме (рис. 3.7) показан расход топлива в час на один двигатель.

Рис. 3.7. Расход топлива в зависимости от установки мощности в процентах

Расчетные значения количества топлива, отображаемые в поле FUEL CALC (расчетное количество топлива) на многофункциональном индикаторе (MFD) комплекса G1000, не учитывают показания топливомеров самолета.

Отображаемые значения рассчитываются по последнему текущему значению количества топлива, вводимому пилотом, и фактическим данным о расходе топлива. По этой причине данные о продолжительности и дальности полета можно использовать только в справочных целях; их использование для планирования полета запрещается.

Скорость полета, при которой часовой расход топлива минимальный, называется скоростью наибольшей продолжительности:

Скорость и направление ветра. На часовой расход топлива и продолжительность полета ветер не оказывает влияния. Часовой расход топлива определяется режимом работы двигателей, полетной массой самолета и аэродинамическим качеством самолета:

C_h = P C_уд , или ,

где Р – потребная тяга, С_уд – удельный расход топлива, m – масса самолета, К – аэродинамическое качество самолета.

Дальность полета зависит от силы и направления ветра, так как он изменяет путевую скорость относительно земли:

, но ,

где U – составляющая ветра (попутная – со знаком «+», встречная – со знаком «–»).

При встречном ветре километровый расход топлива увеличивается, а дальность уменьшается.

Высота полета. При одинаковой полетной массе с увеличением высоты полета часовой и километровый расходы топлива уменьшаются по причине уменьшения удельного расхода топлива.

Температура наружного воздуха. С повышением температуры воздуха мощность силовых установок при постоянном режиме работы двигателей падает, а скорость полета уменьшается. Поэтому для восстановления заданной скорости на той же высоте в условиях повышенной температуры необходимо увеличивать режим работы двигателей. Это приводит к росту удельного и часового расходов топлива пропорционально температуре. В среднем при отклонении температуры от стандартной на 5 часовой расход топлива изменяется на 1 %. Километровый расход топлива от температуры практически не зависит: , то есть дальность полета при увеличении температуры наружного воздуха практически остается постоянной.

Техническое обслуживание. При грамотной технической и летной эксплуатации двигателей дальность и продолжительность полета самолета увеличиваются. Так, например, правильная регулировка двигателей, а также установка рычагов управления двигателей в соответствии с экономическим режимом полета приводит к увеличению дальности и продолжительности полета.