Какие уравнения используются для расчета взлетной и посадочной дистанции?

Я летаю на Пайпер 28-336 Дакота. Основываясь на этой статье, я смог воспроизвести взлетную дистанцию ​​с POH и включить расчеты непосредственно в Excel. Можно видеть, что влияние температуры и веса на взлетную дистанцию ​​не является линейным и может быть аппроксимировано (без поправки на ветер и на основе приведенной выше статьи)

р е ф е р е н с е Д я с т а н с е × [ ( 1 А л т я т ты г е ) / 145442 ] 5.2 × ( 273,15 + 15 ) / ( 273,15 + Т е м п е р а т ты р е ) ] Д е н с я т у р а т я о × ( Вт е я г час т / 3000 ) Вт е я г час т р а т я о

введите описание изображения здесь

Однако для посадочной дистанции кажется, что приведенная выше формула не работает, поскольку посадочная дистанция кажется более «линейной», чем дистанция взлета.

введите описание изображения здесь

Может ли кто-нибудь предоставить точные уравнения для расчета посадочной дистанции с учетом высоты, веса, температуры и ветра? Или ссылки, которые включают эти уравнения?

Что заставляет вас думать, что они были созданы с помощью «точных уравнений»? Большинство этих графиков экстраполированы из реальных тестов. Подгонка кривой, вероятно, является наиболее «точной», которую вы собираетесь получить.
@RonBeyer это было предположение, сделанное с моей стороны, с учетом объяснений, которые я нашел в упомянутой мной статье.
@ Рон Бейер: Действительно, я сомневаюсь, что их вообще можно определить из «точных уравнений». Например, каков ТОЧНЫЙ коэффициент трения поверхности взлетно-посадочной полосы, ТОЧНОЕ давление в шинах и степень износа, ТОЧНАЯ величина тормозной силы, которую применяет отдельный пилот...
@jamesqf Все модели неверны, но некоторые из них полезны.

Ответы (1)

Я сделал это, используя Fortran 90 для математики и Tcl/Tk для построения графиков.

Нет единого уравнения; вместо этого есть несколько циклов расчета, вложенных друг в друга, как русская матрешка.

Самый внутренний цикл вычисляет все силы и моменты в момент времени, в котором находится вычисление.

Следующий слой итеративно обрезает самолет таким образом, чтобы отклонения органов управления соответствовали желаемой скорости вращения.

Внешний слой интегрирует параметры, перемещается на один временной шаг вперед и применяет новые граничные условия.

Для начального набора высоты есть еще одна итерация , чтобы отрегулировать ускорение и угол набора высоты так, чтобы самолет находился на уровне 1,3 В. мин когда он набирает высоту 50 футов. Первоначально самолет находится на земле, и сопротивление меньше тяги, поэтому сохраняется поступательное ускорение. При достижении предварительно выбранной скорости вращения руль высоты настраивается на также заданную скорость вращения, а временные шаги сокращаются, чтобы свести к минимуму ошибку определения времени отрыва. Весь процесс разделен на три части: вращение по земле, вращение и начальный набор высоты.

Для самолетов с винтом постоянной скорости я даже добавил еще один цикл в расчет силы, чтобы найти правильную бета-версию винта для текущего крутящего момента двигателя и воздушной скорости, но это сделало код очень медленным (изначально он работал на Mac SE/30). В большинстве случаев я предварительно рассчитывал таблицы поиска и много интерполировал.

Мы использовали это программное обеспечение для определения таблиц в руководстве по летной эксплуатации учебно-тренировочного самолета и проверили правильность по нескольким пунктам из летных испытаний. Легко установить скорость ветра в программном обеспечении, гораздо сложнее точно узнать, какой была средняя скорость ветра во время проведения теста. Поскольку мое программное обеспечение включало все эффекты, такие как сопротивление дифференту, сопротивление качению шестерни в зависимости от скорости и эффект земли, результаты были легко подтверждены.

Расчет посадочной дистанции не сильно отличался, за исключением того, что расчет начинался с 1,3 v. мин и 50 футов.

Если вы хотите хороших результатов, никакая сила не может быть постоянной в зависимости от скорости. Если вы не возражаете против таких тонкостей, вы можете усреднить rsp. линеаризовать силы и использовать интегралы в этом тексте .

Для очень грубой оценки усредните тягу и сопротивление и рассчитайте, как долго двигатель должен добавлять энергию в систему, пока кинетическая и потенциальная энергия не изменятся с места до 1,3 В. мин и 50 футов и обратно. Уже этого должно быть достаточно, чтобы найти влияние ветра и температуры воздуха на взлетно-посадочные характеристики.