FAKULTET ZA SAOBRAĆAJ I KOMUNIKACIJE

UNIVERZITET U SARAJEVU

Tema: Polijetanje i slijetanje aviona

SADRŽAJ

1. UVOD.................................................................................................................................... 1

2. POLIJETANJE ...................................................................................................................... 2

2.1. Tehnika polijetanja ........................................................................................................... 4

2.2 Dužina zalijetanja - prva faza polijetanja ........................................................................... 6

2.2.1. Diferencijalne jednačine prvog dijela zalijetanja .......................................................... 6

2.2.2 Procjena ubrzanja u zalijetanju ...................................................................................... 8

2.2.3 Dužina prvog dijela zalijetanja ...................................................................................... 9

2.3 Propinjanje zrakoplova- druga faza polijetanja ................................................................ 13

2.4 Treća faza polijetanja ....................................................................................................... 15

2.5 Sigurnost polijetanja .........................................................................................................17

2.5.1 Dužina piste ...................................................................................................................17

2.5.2. Uticaj vjetra ..................................................................................................................18

3. SLIJETANJE ...................................................................................................................... 20

3.1. Opis slijetanja ...................................................................................................................20

3.1.1. Prva faza – spuštanje .................................................................................................. 20

3.1.2. Druga faza – zaokret do dodira piste ........................................................................... 20

3.1.3. Treća faza – usporavanje ............................................................................................. 21

4. ZAKLJUČAK ..................................................................................................................... 23

5. LITERATURA .................................................................................................................... 24

2

1. UVOD

Prevozno sredstvo zračnog saobraćaja je zrakoplov. Zrakoplov je svaka naprava koja se

održava u atmosferi zbog reakcije zraka, osim reakcije zraka u odnosu na zemljinu površinu.

Po toj definiciji u zrakoplove ne spadaju svemirske letjelice, niti lebdjelice na zračnom

jastuku (hoverkrafti). Osnovna funkcija svakog zrakoplova jeste prevoz ljudi,robe i tereta od

tačke A do tačke B. Prednosti zračnog saobraćaja se ogledaju u velikoj brzini prevoza, te

mogućnošću prevoza u geografske predjele i rejone nedostupne drugim granama saobraćaja.

Let svakog zrakoplova počinje polijetanjem a završava se slijetanjem. Ove faze se nazivaju

kritičnim fazama leta iz razloga što u fazama polijetanja i slijetanja avion prelazi u stvari iz

uslova vožnje po zemlji u uslove letenja i obratno. Prema tome u fazama vožnje po PSS

potrebno je voditi računa da njegova brzina ne prelazi brzinu pri kojoj je moguće po PSS

voziti bezbjedno. Može se reći da je prosječna brzina oko 200 km/h odnosno 110 čvorova,

koja se može usvojiti kao brzina kretanja aviona u fazama polijetanja i slijetanja, odnosno kao

najveća brzina kojom se avion kreće po polijetno-slijetnoj stazi. Savremeni avioni na krilima

imaju pokretne dijelove predkrilca i zakrilca, koji omogućavaju da se u fazama polijetanja i

slijetanja krilo aviona promijeni tako da odgovara domenu brzine ovih faza leta. Da bi krilo

aviona na brzinama polijetanja i slijetanja moglo da obezbjedi potrebnu uzgonsku silu, nije

dovoljno samo povećati napadni ugao, već je potrebno povećati i površinu krila i promijeniti

aeroprofil krila, što se postiže upravo izvlačenjem predkrilaca i zakrilaca koji čine sistem

hiperpotiska. Tri osnovne faze polijetanja su: zalet, polet i uzlet, a osnovne faze koje čine

proces slijetanja su : nizlet, prilet i slijet.

3

2. POLIJETANJE (TAKE-OFF)

Prvo istaknimo da su za vrijeme polijetanja djelimično izbačena zakrilca i izbačena su predkrilca. Takav zrakoplov ima potpuno različit aerodinamički model od zrakoplova sa uvučenim zakrilcima i predkrilcima. Pored toga na aerodinamičke koeficijente utiče i blizina tla.

2.1. Tehnika polijetanja

Proces polijetanja ima tri faze:

- zalijetanje po pisti, dužine s1;

- zalijetanje i propinjanje zrakoplova, dužine s2 i konačno;

- odvajanje od piste do postizanja propisane visine, dužine s3.

Sve tri faze promatramo u lokalnom koordinatnom sistemu koji ima ishodište na mjestu središta mase zrakoplova u trenutku starta, osa xL duž piste u pravcu zalijetanja, a yL osa vertikalno naviše. Treća osa z znači da je horizontalno, udesno, gledajući u pravcu zalijetanja zrakoplova.

Slika 1. Faze polijetanja zrakoplova

Promatrat ćemo polijetanje u uslovima vjetra.

Vjetar V⃗Wrazlažemo na dvije komponente: uzdužnu VWX, pozitivnu u pravcu i smjeru

polijetanja, i bočnu VWZ, pozitivnu u pravcu ose z kad vjetar puše s lijeve na desnu stranu gledajući u pravcu polijetanja. Zalijetanja je pravolinijsko ubrzano kretanje po pisti, koje započinje brzinom leta jednakoj nuli, V K = 0, a to znači, uzdužnom aerodinamičkom brzinom

intenziteta V 0 = - VWX. Zalijetanje se završava kada komponenta aerodinamičke brzine u ravni simetrije zrakoplova dostigne zadanu vrijednost V ¿. U tom trenutku brzina zalijetanja bit će V K = VWX + V ¿. Vrijeme i put zalijetanja počinjemo kada se zrakoplov počne kretati. Na kraju zalijetanja sila uzgona je jednaka težini i u tom trenutku prestaje kontakt sa pistom

4

počinje let zrakoplova. Tokom cijelog polijetanja (za sve tri faze) zrakoplov ima konfiguraciju u polijetanju:

- djelimično izbačena zakrilca

- izbačena predkrilca.

Na koeficijent uzgona i otpora utiče još i prisustvo tla. Označimo sa CLmax maksimalni

koeficijent uzgona za konfiguraciju u polijetanju. Sa V stall se označava aerodinamička brzina koja s tim koeficijentom daje uzgon jednak težini zrakoplova:

2.1

To znači ako postavimo kormilo visineδmmax , onda će poslije kratkog vremena (prijelazni

proces) zrakoplov zauzeti napadni ugao αmax kome odgovara CLmax. Prema tome, V stall je najmanja moguća aerodinamička brzina pri kojoj zrakoplov može poletjeti, ali se može i vratiti na pistu, jer koeficijent uzgona pri malo većem napadnom uglu opada. Zato je propisano da se odvajanje ne izvodi pri CLmax već pri malo manjem koeficijentu uzgona:

2.2

S ovim koeficijentom uzgona potrebna je brzina V ¿ da bi sila uzgona bila jednaka težini, pa tu brzinu određujemo iz tog uvjeta:

2.3

Brzinu V ¿ nazivamo brzina odvajanja ( take-off speed). Kad ovu jednačinu uporedimo sa jednačinom zaključujemo da će odvajanje nastupiti kad je aerodinamička brzina V ¿ = 1.10 ×V stall. Zlijetanje ima dva dijela. U prvom dijelu nema otklona kormila visine, napadni ugao

zrakoplova je nula ili blizak nuli. Aerodinamička brzina raste dok zrakoplov kreće po pisti do trenutka kada aerodinamička brzina naraste do vrijednosti V R. Kad aerodinamička brzina

dostigne tu vrijednost V R tad je kraj prvog dijela zalijetanja i počinje drugi dio zalijetanja. U tom drugom dijelu zalijetanja zrakoplov i dalje ubrzava svoje kretanje po pisti, ali istodobno se propinje i nosni točak gubi kontakt s pistom. Taj drugi dio zalijetanja predstavlja drugu fazu polijetanja i nazivamo je propinjanje. Propinjanje počinje kad pilot postavi otklon kormila visine δm¿¿, kome u ravnotežnom letu odgovara napadni ugao α ¿ za koji je koeficijent

uzgona jednak vrijednosti CLTO. U prijelaznom procesu promjene napadnog ugla od nule do nove vrijednosti α ¿, zrakoplov se propinje pod uticajem aerodinamičkog momenta. On se okreće oko ose glavnog stajnog trapa do ugla ϑ¿=α¿, a nosni točak se odvaja od zemlje. Za to vrijeme zrakoplov se još uvijek ubrzano kreće s glavnim stajnim trapom po pisti.

5

Aerodinamička brzina zrakoplova se povećava. Brzinu V R treba tako izabrati da ugao propinjanja zrakoplova dostigne vrijednost ϑ¿=α¿ kad aerodrinamička brzina dostigne vrijednost V ¿. Uočimo da smo trebali otkloniti kormilo visine ranije za vrijeme koje je potrebno da se obavi prijelazni proces. Uzima se obično da je V R = 1.05 × V stall, što osigurava

da aerodinamička brzina dostigne vrijednost V ¿= 1.10 × V stall na kraju prijelaznog procesa

kad koeficijent uzgona dostigne potrebnu vrijednost CLTO za odvajanje od piste pri aerodinamičkoj brzini pri V ¿. Posebno treba provjeriti pri konstruisanju zrakoplova da ugao ϑ¿

bude manji od vrijednosti pri kojoj bi zadnji dio zrakoplova udario u pistu. Kad zrakoplov dostigne ugao propinjanja ϑ¿=α¿, pri brzini V ¿, završava druga faza polijetanja, a time i zalijetanje. Zalijetanje je zbir prvog i drugog dijela: sg = s1 + s2. Treća faza počinje kad se glavni stajni trap odvoji od piste, pod uticajem sile uzgona koja je veća od težine zrakoplova. Ta razlika između sile uzgona i težine zrakoplova, u prvom dijelu treće faze uzrokuje vertikalni zaokret putanje zrakoplova od ugla γ=0 do ugla penjanja γ c na horizontalnoj dužini s3a. Kad brzina dostigne ugao γ c, koji je potreban za penjanje, pilot postavlja δm koji je

potreban za penjanje sa konstantnim uglom γ c. Počinje drugi dio treće faze u kome se

zrakoplov pravolinijski penje. Taj pravolinijski dio ima horizontalnu projekciju s3b. Ukupna

horizontalna projekcija treće faze je zbir s3= s3a + s3b. Polijetanje je gotovo kad zrakoplov

dostigne propisanu visinu hobstacle. Za civilne zrakoplove ta visina je 10,67 m (35 feet), a za vojne 15,24m ( 50 feet). Tu visinu neki zrakoplovi dostižu za vrijeme vertikalnog zaokreta, pa je dužina njihove treće faze polijetanja dio vertikalnog zaokreta bez pravolinijskog dijela s3 = s3a. Drugi zrakoplovi postižu tu visinu tek poslije vertikalnog zaokreta, tokom pravolinijskog

penjanja. Dužina njihove treće faze je zbir horizontalne dužine vertikalnog zaokreta s3a i

pravolinijskog penjanja do propisane visine s3b. U svakom slučaju ukupna dužina polijetanja je zbir

2.2. Dužina zalijetanja – prva faza polijetanja

2.2.1 Diferencijalne jedančine prvog dijela zalijetanja

Za vrijeme zalijetanja po pisti jednačine kretanja središta mase su:

2.4

Sila u pravcu zalijetanja F i sila reakcije piste R na kotačima su:

6

Slika 2. Sile koje djeluju na zrakoplov u zalijetanju

Eliminacijom R iz tih dviju jednačina, dobivamo ovisnost sile koja ubrzava zrakoplov na pisti:

2.5

gdje je μ koeficijent kotrljanja kotača po pisti. Pri zalijetanju zrakoplovu su djelimično izbačena zakrilca ili nisu, a napadni ugao je vrlo mali. Zrakoplovi koji imaju nosni točak na prednjem dijelu, njihovom geometrijom osiguravaju u zalijetanju napadni ugao jednak nuli ili blizak nuli. Kada jednačinu 2.5 koja daje silu zalijetanja zrakoplova pridružimo diferencijalnim jednačinama kretanja središta mase zrakoplova po pisti, dobivamo model kretanja zrakoplova po pisti. Numeričkom integracijom tog modela možemo izračunati put i trenutnu brzinu zrakoplova ovisno o vremenu. Tu numeričku integraciju izvodimo do brzine V R. U jednačinama kretanja po pisti:

2.6

ubrzanje a prema jednačini 2.5

2.7

zavisi od aerodinamičke brzine, a u diferencijalnim jednačinama imamo brzinu leta. Zato moramo brzinu leta izraziti zavisno od aerodinamičke brzine V K = V + VWX. Pretpostavimo da

7

je za vrijeme zalijetanja vjetar konstantan onda je dVW = 0. Eliminacijom vremena iz diferencijlnih jednačina kretanja i zamjenom brzine leta sa zbirom aerodinamičke brzine i vjetra, dobivamo diferencijalnu jednačinu prijeđenog puta:

2.8

2.2.2. Procjena ubrzanja u zalijetanju

Ubrzanje u zalijetanju prema jednačini 2.5 ima oblik:

2.9

Najteži dio problema zalijetanja je dobra procjena veličina koje ulaze u jednačinu za ubrzanje, a to su:

- pogonska sila T,

- aerodinamički koeficijenti konfiguracije u polijetanju i

- koeficijent kotrljanja μ.

Obično se u problemima polijetanja primjenjuju tri modela za procjenu pogonske sile. Prvi, kada zrakoplov ima elisni pogon s klipnim motorom, kad se može pretpostaviti da je za vrijeme polijetanja snaga motora konstantna te je sila na elisi:

2.10

Za vrijeme polijetanja koeficijent učinkovitosti elise ovisi o parametru J = V/nD. Ukoliko za male vrijednosti brzine koeficijent učinkovitosti ima konačne vrijednosti smatra se da za male vrijednosti aerodinamičke brzine pogonska sila ne prelazi neku maksimalnu vrijednost. U drugom modelu, koji se koristi u slučaju turbofen motora, pretpostavlja se da je pogonska sila kvadratna funkcija aerodinamičke brzine

2.11

Treći model koristi se za mlazne motore. U njemu se obično usvaja da je pogonska sila konstantna. Zavisno od vrste podloge na pisti, vrijednosti koeficijenta trljanja μ prikazane su u tabeli 1.

8

Tabela 1.

2.2.3. Dužina prvog dijela zalijetanja zrakoplova

Integracijom diferencijalne jednačine 2.8 od početne aerodinamičke brzine V 0= -VWX do V R dobivamo pređeni put u prvom dijelu zalijetanja:

Za vrijeme zalijetanja zrakoplova smatrat ćemo pogonsku silu kvadratnom funkcijom od brzine (jednačina 2.8):

U tom slučaju ubrzanje sile F bit će kvadratna funkcija aerodinamičke brzine:

2.12

gdje su:

2.13

9

Taj model obuhvata i slučajeve (neki mlazni motori) kada se može pretpostaviti da je za vrijeme zalijetanja pogonska sila konstantna (k 1=k 2=0).

2.14

Drugi integral na desnoj strani rastavljamo na dva integrala:

Prvi dio drugog integrala saberemo sa prvim integralom tako da je

Rješenje ovih integrala zavisi od korijena V 1 i V 2 polinoma A + B + CV 2= 0. Neka su vrijednosti realnih korijena

2.15

Korijeni V 1 i V 2, uvijek su realni, ali ne mogu biti u intervalu integracije V 0, V R, jer bi to značilo da u fazi ubrzavanja postoji u tim trenucima ubrzanje jednako nuli (vrijednost polinoma jednaka je nuli), a zatim i negativno. Budući da su korijeni realni i pozitivni, onda je

pa je konačno

10

2.16

U slučaju da je pogonska sila konstantna za vrijeme zalijetanja (tada su k 1=k 2=0), onda je B=0, a preostale konstante imaju vrijednosti:

2.17

te je

2.18

U slučaju elisnih zrakoplova znamo da oni imaju raspoloživu snagu koju u prvoj aproksimaciji možemo pretpostaviti konstantom. Međutim, za male brzine za koje je Ma<0.1, pretpostavljamo da je pogonska sila konstantna i jednaka je vrijednosti za Ma =0.1, a za veće brzine mijenja se prema jednačini:

gdje je ηkoeficijent učinkovitosti elise, a P snaga motora. Na osnovu takve procjene trebamo dužinu zalijetanja podijeliti na dva dijela. Od starta do s0 konstantnom pogonskom silom T:

gdje je

11

2.19

Gornja diferencijalna jednačina od V=0 do V 0=34 (što odgovara u normalnim uvjetima Ma = 0.1) daje dužinu zalijetanja:

2.20

Od ove daljine pogonska sila elise je obrnuto proporcionalna brzini leta te diferencijalna jednačina ima oblik:

gdje su

2.21

te je

2.22

Taj integral se može u svakom konkretnom slučaju izračunati, ali opća formula je neprikladna.

12

2.3. Propinjanje zrakoplova – druga faza polijetanja

Neka su moment propinjanja i uzgon zrakoplova linerane funkcije otklona kormila visine i napadnog ugla:

2.23

U trenutku kada je zrakoplov dotigao određenu brzinu V R pilot postavlja otklon kormila

visine δmTO. Tom uglu kormila visine u ravnotežnom stanju odgovara napadni ugao α ¿. Prema

propisima (FAR Part 25) aerodinamički koeficijent uzgona pri tom napadnom uglu CLTO treba biti

2.24

U trenutku kada je pilot postavio otklon kormila visine δmTO potreban za odvajanje, zrakoplov je imao napadni ugao α=0 . Kad moment svih sila za osu zadnjih kotača postane pozitivan zrakoplov se počinje propinjati oko ose zadnjih kotača. U trenutku kada nastaje odvajanje prednjeg kotača od piste, moment oko ose zadnjih kotača je zbir momenata:

- od težine koja ima napadnu tačku u središtu mase -W ×∆ x;

- od aerodinamičkih sila (i poprečne pogonske sile) koje svedene na središte mase imaju rezultantu silu uzgona L i spreg M, a za osu zadnjih kotača imat će moment

od pogonskog momenta za osu kotača i

dopunskog momenta (Ω⃗× p⃗c ¿×V⃗ 0mprema jednačini 6.35. Ako sa λoznačimo ugao

horizontalne brzine od pravca OC, intenzitet ovog momenta bit će

zato što je pc cos λ=Δ x.

13

Slika 3. Propinjanje zrakoplova

Propinjanje počinje kada zbir ovih momenata bude veći od nule. Ugao propinjanja zrakoplova mijenja se od početne vrijednosti ϑ=0 do krajnje vrijednosti ϑ=α ¿ .Ta promjena odvija se prema diferencijalnoj jednačini

2.25

I 0 je moment tromosti zrakoplova za osu zadnjih kotača. Kotači za vrijeme propinjanja ostaju

na pisti pa je za vrijeme propinjanja γ=0 , što znači da je napadni ugao α jednak uglu propinjanja zrakoplova ϑ . Zato je u gornjoj jednačini

2.26

Pretpostavimo da je prošlo vrijeme t ¿ od trenutka postavljanja kormila visine u položaj δm¿¿ do trenutka kada je napadni ugao dostigao ravnotežnu vrijednost α ¿. Za to vrijeme brzina je isto rasla od vrijednosti V R do V ¿. Brzinu V R treba tako izabrati da na kraju propinjanja uzgon bude jednak težini zrakoplova:

2.27

Druga faza je gotova i započinje treća faza polijetanja. Vrijeme propinjanja tLO je kratko, pa je

brzina V R malo manja od V OF. Ukoliko je opravdano na dijelu puta s2dok brzina raste od V R do V ¿zanemariti uticaj promjene napadnog ugla na ubrzanje, možemo integraciju diferencijalne jednačine vršiti do brzine odvajanja V ¿. Tada integracijom diferencijalne

14

jednačine kretanja 2.9, dobivamo ukupnu dužinu zalijetanja koja je zbir prvog dijela gdje nemamo propinjanje zrakoplova i drugog dijela na kome se zrakoplov propinje do vrijednosti potrebne za odvajanje.

2.28

Rezultat integracije je potpuno isti, samo je krajnja brzina ona odgovara odvajanju V ¿. Zato treba u jednačinama 2.20 i 2.23 samo zamijeniti brzinu V R sa V ¿. Tako dobivamo za kvadratni oblik ubrzanja od aerodinamičke brzine novu jednačinu za ukupnu dužinu zalijetanja sg=s1+s2

2.29

Konstante A, B i C određene su jednačinama 2.13, a korijeni V 1 i V 2 jednačinom 2.17. U slučaju konstante pogonske sile bit će ukupna dužina zalijetanja

2.30

Konstante A i C određene su jednačinama 2.18, a korijeni V 1 i V 2 jednačinom 2.19.

2.4. Treća faza polijetanja

Brzina V ¿ je početak treće faze polijetanja zrakoplova. Zrakoplov postaje letjelica, brzina kretanja više nije paralelna pisti, ugao brzine leta γ Kse povećava. Na početku ove faze ugao

brzine leta zrakoplova γ K= 0, i on treba rasti dok ne dostigne vrijednost γCpotrebnu za

penjanje. Ta promjena ugla brzine γ Kod 0 do γC je kretanje u vertikalnoj ravni koje je određeno jednačinama

iz kojih smo odredili da je poluprečnik vertikalnog zaokreta u svakoj tački leta:

15

2.31

Dok se ugao γ K mijenja od 0 do vrijednosti γC , brzina raste od vrijednosti V ¿ do V C jer zrakoplov i dalje ubrzava. Prema Far propisima, brzina leta tokom zaokreta raste od vrijednosti V ¿ = 1.10 ×V stall do vrijednosti V C≈ 1.20 ×V stall kada je obično postignut ugao

penjanja γC.

Pogledajmo kako izgleda kriva vertikalnog zaokreta. Pretpostavimo da za vrijeme zaokreta pilot ne mijenja otklon kormila visine. Drugim riječima, cijelo vrijeme zaokreta koeficijent uzgona je CL =0.826 * CLm ax. Na početku zaokreta bilo je normalno opterećenje u trenutku odvajanja n = 1, a poluprečnik zaokreta je beskonačno veliki. Na kraju zaokreta je normalno opterećenje

Ugao penjanja γC je mali te je cos γC≈1 . S tom aproksimacijom je poluprečnik na kraju zaokreta

Kriva vertikalnog zaokreta ima na početku neizmjeran poluprečnik zakrivljenosti, a na kraju konačnu vrijednost. Na osnovu toga slijedi da je to neka vrsta spirale. Mi ćemo je zamijeniti sa lukom kružnice. To znači da nam treba neki prosječni poluprečnik u vertikalnom zaokretu.

16

Taj prosječni poluprečnik dobit ćemo ako uzmemo prosječne vrijednosti u jednačini za poluprečnik zakrivljenosti. To su brzina, normalno opterećenje i cos γ. Brzina na početku zaokreta je V LO = 1.10 × V stall. Ako je na kraju vertikalnog zaokreta brzina dostigla vrijednost

1.20 × V stall, onda je prosječna vrijednost brzine u zaokretu 1.15 × V stall:

Ako se uzme u obzir da je sve vrijeme zaokreta ugao γ vrlo mali, možemo u prvoj aproksimaciji pretpostaviti da je sve vrijeme vertikalnog zaokreta cos γ ≈1 . U tom je slučaju poluprečnik kružnice

2.32

Na osnovu tih aproksimacija zamjenjuje se putanja za vrijeme zaokreta kružnicom. Zato je visina na kraju zaokreta, kada je γ=γC :

2.33

Treća faza završava kad zrakoplov dostigne visinu hobs, koju nazivamo visina nadvisivanja

prepreke (obstacle clerance altitude). Po civilnim standardima hobs = 10.7 m (35ft), a po

vojnim hobs = 15.2 m (50ft). Ako zrakoplov na kraju vertiklanog zaokreta, kad ima potreban

ugao penjanja γC , nema potrebnu visinu, onda treća faza obuhvaća i dio penjanja pri

konstantnom uglu penjanja γCdo visine hobs. Horizontalna projekcija ovih triju faza leta je dužina polijetanja. Međutim, u pravom smislu riječi, polijetanje završava na visini od 150m (500ft) kada zrakoplov treba uvući kotače, zakrlica, postaviti motor u režim za penjanje, i time u potpunosti završiti završiti fazu polijetanja.

2.5. Sigurnost polijetanja

2.5.1 Dužina piste

Kada je riječ o zrakoplovu koji ima više od jednog srednjeg motora postoji jedna minimalna aerodinamička brzina pri kojoj je moguće maksimalnim otklonom kormila pravca kompenzirati moment skretanja koji nastaje otkazom jednog bočnog motora. Nazovimo tu brzinu V mcs (minimum control speed). Jasno je da ta brzina mora biti manja od brzine odvajanja V ¿ i obično je dosta manja. Ako se otkaz jednog bočnog motora dogodi u zalijetanju pri brzini V fail koja je manja od V mcs zrakoplov mora kočiti, a ako se otkaz motora

dogodi u zalijetanju kad je V fail > V mcs, postoje dvije mogućnosti:

- kočiti zrakoplov dok ne stane;

17

- nastaviti polijetanje s jednim motorom jer se zrakoplov može držati u željenom pravcu, a poslije polijetanja sletjeti na pistu.

Jasno je da zrakoplov sa jednim motorom ima znatno manje ubrzanje, što zahtjeva dužu pistu od one koju normalno treba sa dva motora. Koje od ove dvije mogućnosti treba realizirati? Da bi odgovorili na to pitanje, promotrimo dijagram na slici. Na apscisi je brzina zrakoplova u trenutku otkaza motora V fail. Donja kriva na apscisi ima „put od starta do zaustavljanja“ koji

je zbir dva dijela. U prvom dijelu zrakoplov je ubrzavao s dva motora do brzine V fail, a u

drugom dijelu je kočio s jednim motorom od brzine V fail do zaustavljanja. I druga kriva ima apscisu koja je zbir dva dijela. Prvi dio je isto pređeni put zrakoplova za vrijeme ubrzavanja sa dva motora od starta do brzine otkaza V fail, a drugi je ubrzavanje s jednim motorom od

brzine V fail do brzine odvajanja V ¿. Ta ukupna dužina bit će duža ako je otkaz motora nastao

pri manjoj brzini, pa kriva pada s povećanjem brzine V fail. Dijagram pokazuje da se te dvije

krive sijeku za neku brzinu V 1 koja se naziva brzina odlučivanja (decision speed). Ako je u

trenutku otkaza V fail < V 1, onda je kraći put do zaustavljanja i pilot treba kočiti. I obrnuto, ako

je u trenutku otkaza V f> V 1, pilot treba nastaviti proceduru polijetanja, poletjeti, te onda donijeti odluku šta raditi. U gornjem dijagramu krajnja tačka predstavlja brzinu odvajanja V ¿, pa ako je otkaz motora i nastao kad je brzina zrakoplova dostigla tu vrijednost, put do odvajanja isti je kao da nije bilo otkaza.

Slika 4. Dužina puta do odvajanja i do zaustavljanja

Prema tome očtio je da dužina piste za zalijetanje treba biti iz sigurnosnih razloga veća od one koju teoretski određujemo. Ta dužina piste za zalijetanje sgmora odgovarati dužini piste ako je

otkaz nastao pri brzini odlučivanja V 1, a ta dužina piste dosta je veća od one u normalnom

zalijetanju (sg¿. Upravo je to jedan od zahtjeva koji mora zadovoljiti dužina piste. Jasno je da

ta brzina V 1 mora biti manja od brzine V R, a veća od V cm.

18

2.5.2.Uticaj vjetra

Pri određivanju dužine piste mora se uzeti u obzir i nepovoljna komponenta vjetra u pravcu piste. Nepovoljna je komponenta u pravcu polijetanja. To znači da treba odrediti dužinu piste iz uvjeta da zrakoplov kome je otkazao jedan motor poslije brzine V 1 s tako umanjenim ubrzanjem, a u uvjetim anajvećeg dopuštenog vjetra u pravcu i smjeru polijetanja, ima dovoljnu dužinu piste da postigne aerodinamičku brzinu odvajanja V ¿, odnosno ako mu je motor otkazao prije brzine V 1 onda mora pista biti dovoljno duga da može kočiti prije kraja

piste. Pored toga treba voditi računa da zrakoplov sa jednim motorom mora postići visinu hobs, ako se odvojio na kraju piste. Kada smo posmatrali uticaj bočne komponente vjetra na stabilnost kretanja zrakoplova vidjeli smo da bočna komponenta vjetra stvara ugao klizanja

Ako ne otklonimo kormilo pravca, statički stabilan zrakoplov okrenut će se u pravcu vjetra, za taj ugao klizanja, i time nastaviti kretanje u pravcu vjetra, a ne u pravcu piste. Zato treba otkloniti kormilo pravca (i krilca) kako bi zrakoplov ostao na istom pravcu kretanja duž piste. Vidjeli smo da postoji u letu neka vrijednost ugla klizanja do koje je moguće kompenzirati uticaj bočnog vjetra na pravac kretanja, jer je otklon kormila pravca ograničen nekom maksimalnom vrijednošću. Prema propisima za konstrukciju zrakoplova kormilo pravca mora biti u stanju osigurati pravac leta kada je ugao klizanja β=10∘ . Ugao klizanja bit će najveći kad je najmanja brzina leta, a najmanja brzina leta je u trenutku odvajanja. To znači da se smije polijetati ako je bočna komponenta vjetra manja od V ¿ tan β . S obzirom na to što vjetar nikad nije konstantan, mora se uzeti i određena rezerva zbog trenutnih udara vjetra, pa se ova vrijednost još umanjuje. Nazovimo je dopuštena vrijednost bočmog vjetra.

19

3. SLIJETANJE (LANDING)

3.1. Opis slijetanja

Slijetanje započinje sa visine hobs. Od tog mjesta počinje se mjeriti dužina slijetanja, pa sve do zaustavljanja zrakoplova. Zrakoplov dolazi na slijetanje u planiranju (minimalni pogon), s malim uglom γ a i s aerodinamičkom brzinom koja prema propisima mora biti veća ili jednaka

1.3 × V stall. Slijetanje ima također tri faze:

- prva faza je od visine hobs do visine hr, gdje započinje vertikalni zaokret

- druga faza je vertikalni zaokret s poluprečnikom R od visine hr do dodira s pistom

- treća faza je usporavanje na pisti.

U prvoj fazi slijetanja zrakoplov nastavlja pravolinijsko spuštanje do visine hr koja mu odgovara za vertikalni zaokret s poluprečnikom R da bi na kraju zaokreta tangirao pistu. U zaokretu pilot kontrolira poluprečnik s promjenom opterećenja n. Prijelaz od kraja zaokreta do dodira s pistom treba se ostvariti bez velikog vertikalnog ubrzanja. Usporavanje na pisti ostvaruje se najprije aerodinamičkim kočnicama, zatim, ako zrakoplov to omogućuje, motorom i na kraju i mehaničkim kočnicama na kotačima.

3.1.1. Prva faza – spuštanje

Visina hobs odakle počinje slijetanje propisana je isto kao za polijetanje. Na tu visinu

zrakoplov treba doći u planiranju s uglom γ a i brzinom ne manjom od 1.3 × V stall. Od te tačke

zrakoplov nastavlja dalje spuštanje u pravolinijskom letu s istom brzinom do visine hr, koja

mu odgovara za početak zaokreta (hr < hobs). Prijeđeni put od visine hobs do hr ima horizontalnu projekciju

3.1

3.1.2 Druga faza – zaokret do dodira piste

Da bi se zrakoplov s visine hr i s uglom poniranja γ a , spustio na pistu po kružnici, potreban je poluprečnik

20

3.2

Da bi zrakoplov imao ovaj potreban poluprečnik pilot postavlja otklon kormila visine u položaj kome odgovara opterećenje n određeno je jednačinom

3.3

Horizontalna projekcija puta bit će:

3.4

U ovoj fazi dolazi do izražaja vještina pilota jer mora tačno procijeniti trenutak kada treba postaviti otklon kormila da bi na kraju vertikalnog zaokreta, kada je horizontalna brzina γ=0, opet vratio kormilo visine u položaj za horizontalni let, a zrakoplov bio što bliže pisti.

3.1.3.Treća faza – usporavanje

Na kraju zaokreta, u idealnom slučaju zrakoplov tangira pistu, brzina je paralelna pisti, pogonska sila (ili snaga) motora ja na minimumu.Pri dodiru s pistom zrakoplov odmah koči. Prvo se uključuju aerodinamičke kočnice, zatim ako zrakoplov ima kočenje motorom, ono se uključuje odmah poslije aerodinamičkih kočnica. Na kraju se uključuju i kočnice na kotačima. Model kretanja zrakoplova na pisti isti je kao u fazi zalijetanja pri polijetanju zrakoplova, samo što je pogonska sila T 0 ili mala pozitivna vrijednost koja odgovara minimalnoj pogonskoj sili, ili konstantna negativna vrijednost koja odgovara kočenju motorom. Usvakom slučaju sila je u pravcu kretanja zrakoplova po pisti:

3.5

pa je ubrzanje te sile

3.6

gdje je V aerodinamička brzina, a konstante su:

21

Konstanta C je uvijek negativna, a može A može biti i pozitivna i negativna vrijednost, što ovisi o sili motora T 0, dok je napadni ugao gotovo uvijek jednak nuli. Tokom usporavanja na pisti treba ovu fazu podijeliti na dijelove jer se ove konstante razlikuju ovisno o načinu kočenja. Radi lakšeg izvođenja pretpostavimo da su konstante A i C iste duž cijelog puta kočenja. U tački dodira zrakoplova i piste TD (touch down) brzina leta je zbir aerodinamičke brzine V td i vjetra V w (pozitivan vjetar u pravcu slijetanja), a u tački zaustavljanja zrakoplova

zbir aerodinamičke brzine V 0 i vjetra V w jednak je nuli, te je tada aerodinamička brzina V 0 = - V w. Pređeni put zrakoplova na pisti od tačke TD do zaustavljanja je

I ovdje pretpostavljamo da je za vrijeme druge faze vjetar V w konstantan te je

Ako jednačina A + CV 2 = 0 ima realne korijene (tj. koeficijenti A i C su suprotnih znakova) onda je rješenje

3.7

gdje su V 1 i V 2 korijeni te jednačine. Ukoliko nemamo realne korijene (koeficijent A je negativan kao i C ) rješenje je

3.8

Koeficijent trenja μ povećan je zbog kočenja kotača, a te vrijednosti su dane u istoj tabeli u kojoj su i vrijednosti koeficijenta trenja pri kotrljanju u polijetanju zrakoplova u fazi ubrzavanja.

22

4. ZAKLJUČAK

Aerodrom je određena površina na zemlji ili vodi uključujući sve objkete, instalacije, uređaje i

opremu koja je namjenjena u cjelosti ili djelimično za kretanje, polijetanje i slijetanje, te

boravak i opsluživanje aviona kao i prihvat i otpremu putnika i robe. Aerodromi predstavljaju

terminale, odnosno tačke početno završnih operacija kretanja zrakoplova, putnika i robe,

tj.tačka odakle zrakoplov započinje i završava svoj let. Let zrakoplova sastoji se iz faze

polijetanja i slijetanja, koje se opet sastoje svaka zasebno od po tri podfaze. Polijetno-slijetna

staza ključni je dio aerodromskog sistema i njena je temeljna zadaća omogućiti sigurno

uzlijetanje i sigurno slijetanje zrakoplova te prateće operacije. Svaki zrakoplov da bi presao iz

uslova vožnje po zemlji u uslove letenja mora da prođe kroz tri osnovne faze koje čine fazu

polijetanja a to su :zalet, kada zrakoplov iz stanja mirovanja dostiže brzinu odluke koja

predstavlja granicu za odlučivanje da li će pilot u slučaju otkaza motora poletiti ili prekinuti

polijetanje, zatim fazu poleta u kojoj zrakoplov prelazi iz kretanja po zemlji do zauzimanja

određenog ugla, i na kraju fazu uzleta koja predstavlja dužinu pravolinijskog penjanja od

tačke odljepljivanja sa PSS do tačke prelijetanja uslovno usvojene prepreke na visini od 35ft.

Vazi i obratno, za prelazak iz uslova letenja u uslove vožnje po zemlje, gdje zrakoplov

također mora da prođe kroz tri faze slijetanja i to: nizlet, prilet i slijet. Zrakoplovni saobraćaj

je kruna znanja i razvoja nauke i tehnologije određenog vremena, a tendencija je da će se on i

dalje razvijati i to velikom brzinom, jer tehnika i tehnolgija na tom stadiju omogućava da je

skoro sve što je čovjek zamislio i ostvarivo, a „kretanje kroz vazduh je najbrže i najjeftinije

kretanje“.

23

5. LITERATURA

1. Mehanika leta zrakoplova, Slobodan Janković, Fakultet strojarstva i brodogradnje, Zagreb, 2001.

24

25