Как рассчитать скорости V1 и VR (поворот)?

Я хочу узнать, как можно рассчитать скорости V1 и VR (поворот) для взлета. И какие факторы влияют на этот расчет?

В основном это может зависеть от веса самолета, длины взлетно-посадочной полосы, мощности двигателя и скорости закрылков. Но каковы другие факторы и каковы формулы V1 и VR. Можно ли объяснить, например, для Боинга 737, который взлетает с взлетно-посадочной полосы длиной 6791 фут (2070 м) в хороших погодных условиях?

Некоторая дополнительная полезная информация об этих скоростях V находится здесь: Aviation.stackexchange.com/q/3564/69

Ответы (2)

Не существует общего уравнения/функции, которую можно использовать для расчета V1/Vr... производитель проверяет характеристики самолета во время сертификации, а затем вы сравниваете свой текущий самолет и условия с самолетом и условиями известного производителя, чтобы получить свои результаты.

V1 - это граница между ускорением для взлета и СТОППППП! к концу взлетно-посадочной полосы.
* Ускорение зависит от используемой тяги двигателя, атмосферы, обеспечивающей кислородом для сгорания и азотом для массы реактивного потока, массы самолета, который необходимо разогнать, сопротивления используемой установки закрылков и возможного сопротивления поверхности и уклона взлетно-посадочной полосы. .
* СТОППП! аспект зависит от лобового сопротивления закрылков и тормозов, лобового сопротивления уклона и поверхности взлетно-посадочной полосы, а также массы самолета.

Vr не имеет ничего общего с V1 ... это просто запас ниже V2 (5 узлов? 10 узлов? в зависимости от настройки тяги), который позволяет вам вращаться раньше, чем V2, но все же ускоряться (в воздухе), чтобы затем достичь V2 на 15 м / 50 футов. . А V2 зависит от веса самолета и установки закрылков.

Vr довольно хорошо устанавливается для данного самолета по полной массе и установке закрылков. Это будет ограничение на V1 - если ваш расчетный V1 равен 160, но вы планируете развернуться на 140, "остановка на 150" больше не имеет смысла - если вы видите 150 или 160 узлов, еще находясь на взлетно-посадочной полосе, вы отклонился от плана. (Если вы добиваетесь «улучшенного набора высоты», тогда отношения становятся более сложными, но это довольно сложная тема, выходящая за рамки нашего обсуждения.)

Это отличный вопрос, над которым я размышлял, когда получал свой многомоторный рейтинг.

V1 определяется несколькими факторами, но один из наиболее важных факторов называется «расстояние ускорения/замедления». Другими словами, это расстояние, которое потребуется, чтобы остановить самолет, прежде чем он вылетит за пределы взлетно-посадочной полосы или продолжит безопасное движение в воздухе.

Обычно вы можете подумать, что V1 - это одно и то же, но самолеты с более низкими и более высокими характеристиками ведут себя во время взлета по-разному. Самолет со сравнительно низкими характеристиками, такой как однодвигательный ресивер, будет иметь равные V1 и VR. Но самолет с высокими характеристиками, такой как турбовинтовой или реактивный, будет иметь V1, совершенно отличный от VR.

Ускорение — это скорость, или, точнее, изменение скорости во времени, обозначенное дельта-а , что означает, что самолет, ускоряющийся до скорости сваливания, будет продолжать УВЕЛИЧИВАТЬ скорость в течение короткого периода времени, даже если произойдет отказ тяги двигателя. терминах это называется импульсом.

Следовательно, в самолетах со средними или высокими характеристиками V1 и VR будут отличаться, и производитель будет основывать значение на летных испытаниях.

Рассмотрим два примера. Самолет с одним двигателем, такой как Cessna 150, будет иметь V1 и VR на скорости сваливания. поэтому пилот отступает на скорости V1, и к тому времени, когда самолет отрывается от земли, он набирает дополнительные 5 узлов и набор высоты на скорости V1+5 узлов. В реактивном самолете пилот достигнет VR на 10 или 20 узлов раньше, чем V1, но даже если двигатель выйдет из строя, инерция унесет самолет за пределы V1, и самолет безопасно достигнет скорости полета без дополнительной тяги.

Следовательно, в зависимости от того, что мы могли бы назвать избыточной (да, немного неточный термин) тягой, VR возникает до V1 из-за дельта-а (высокого ускорения).

Для более мощных самолетов VR — движущаяся цель. У B747 настолько большая мощность, что, если они легкие или имеют длинную взлетно-посадочную полосу, им разрешено использовать не полную мощность для взлета, чтобы сохранить износ двигателя и снизить шум. Поэтому VR отличается для каждого взлета.

Обновление: как указано ниже, для сценария с одним двигателем я должен был использовать VS, а не V1. И да, у мощных самолетов есть Дельта-А - изменение ускорения, отличное от их скорости. Например, земная гравитация (32 фута/сек/сек) — это ускорение, а не чистая скорость.

«Самолет с одним двигателем, такой как Cessna 150, будет иметь V1 и vr на скорости сваливания». Это не имеет смысла, по крайней мере, если V1 (как я понял) - это скорость, при которой отказ от взлета приведет к выходу за пределы ВПП, независимо от того, что вы делаете. Это будет зависеть от скорости, тормозной способности (включая состояние поверхности взлетно-посадочной полосы) и веса.
Таким образом, с достаточно длинной взлетно-посадочной полосой вам в лучшем случае придется очень сильно постараться, чтобы просто удержать самолет на земле достаточно долго, чтобы хотя бы достичь V1. Если вы можете вернуться на взлетно-посадочную полосу, не разворачиваясь, и безопасно приземлиться, то, конечно, по определению вы никогда не превысите V1, потому что оставшаяся длина взлетно-посадочной полосы обеспечивает адекватный тормозной путь?
Извините, но "V1" не определено для самолета с одним двигателем, так как возможность отключить критический двигатель и продолжить взлет применима только тогда, когда самолет имеет несколько двигателей. У сингла может быть скорость отказа, выше которой остановка на оставшейся полосе не может быть завершена - возможно, не прерывайте полет выше этой скорости из-за отказа системы; но если двигатель выходит из строя на взлетно-посадочной полосе, вы останавливаетесь, независимо от вашей скорости!
@RalphJ В приближении первого порядка я бы ожидал, что «дельта-а» будет второй производной положения, где скорость является первой производной. Изменение положения (с течением времени) — это скорость; изменение скорости (с течением времени) является ускорением (или замедлением). Также стоит помнить, что скорость — это вектор, а скорость — это скалярная величина.
@MichaelKjörling Дельта A будет дельтой ускорения, так же как дельта V является дельтой скорости (также известной как ускорение). Таким образом, Дельта А будет больше похожа на ТРЕТЬЮ производную положения. Если самолет имеет (более или менее) устойчивое ускорение с установленной взлетной тягой, вы получите падение ускорения (и, следовательно, большую отрицательную дельту A) в момент отказа двигателя. Кроме того, я сомневаюсь, что операторы могут использовать дельту А. Инженеры, вероятно, имеют больше. Вы можете видеть «V» на инструментах, вы можете видеть «A» на HUD; дельта А, не так много.