LETOVÉ CHARAKTERISTIKY LETADEL – Letectví a letadla

Kvalita letadla a efektivita jeho využití jako dopravního prostředku jsou určeny jeho letovými výkonnostními vlastnostmi, spolehlivostí*, životností a bezpečností používání.
Poslední tři ukazatele hodnocení kvality nerozlišují letadlo od jiných druhů dopravy, ale existují určité specifické rysy týkající se letových vlastností.
Letový výkon obvykle zahrnuje rychlost, dolet, nadmořskou výšku (dostup), rychlost stoupání, manévrovatelnost, vzletový a přistávací výkon a užitečné zatížení.

Například pro stíhací letoun, jehož hlavním účelem je zachycovat a ničit nepřátelská letadla a jiné typy letadel ve vzduchu, bude důležitá nejen vysoká rychlost a vysoká nadmořská výška, ale také vysoká stoupavost a manévrovatelnost.
U osobních a dopravních letadel jsou nejdůležitějšími faktory nosnost, dolet a vzletové a přistávací vlastnosti*, které umožňují jejich použití na stávajících letištích.
Uveďme si obecně uznávané definice letových vlastností letadla v technické literatuře.
Maximální letová rychlost je rychlost ustáleného vodorovného letu s využitím plného výkonu neboli tahu pohonné jednotky. Rychlost je jedním z hlavních ukazatelů charakterizujících kvalitu letadla.
Dolet je největší vzdálenost, kterou může letadlo uletět v přímé linii bez doplnění zásoby paliva.
Pokud je let prováděn s návratem letadla na odletové letiště, pak je dolet definován jako jeho akční poloměr, rovný 0,5 doletu.
* Spolehlivost je schopnost letadla vykonávat stanovené funkce a udržovat si provozní výkon v rámci stanovených limitů po požadovanou dobu nebo požadovanou provozní dobu. Provozní doba je doba trvání nebo objem provozu letadla; měřeno v hodinách, kilometrech nebo jiných jednotkách.
Dolet závisí výrazně na nadmořské výšce a rychlosti letu.
Dostup letadla je maximální výška, do které může letadlo vystoupat a ve které stále může letět vodorovně, ale není schopno nabrat výšku (vertikální rychlost je nulová). Tato výška se nazývá teoretický dostup, protože je prakticky nemožné ho využít. Na rozdíl od teoretického dostupu je praktický dostup nadmořská výška, ve které letadlo stále dosahuje určité konvenčně akceptované vertikální rychlosti pro nabírání výšky. U pístových letadel se akceptuje, že tato rychlost by neměla překročit
0,5 m/s, u proudových motorů 5 m/s. Existuje pojem dynamický dostup, který se chápe jako výška dosažená letadlem nejen díky plnému výkonu nebo tahu motorů, ale také díky rezervě kinetické energie, kterou letadlo získá během zrychlení pro nabrání výšky. Dynamický dostup je výška výrazně větší než teoretický dostup letadla.
Rychlost stoupání je čas, který letadlo potřebuje k dosažení dané výšky. Rychlost stoupání závisí na vertikální rychlosti výstupu.
Manévrovatelnost je schopnost letadla provádět za letu určitý manévr (otočky o 90° a 180°, zrychlení na maximální rychlost, zatáčky, spirály, akrobatické manévry atd.).
Manévr je obvykle charakterizován časem potřebným k jeho provedení, mírou přetížení při změně trajektorie a dalšími ukazateli.
Charakteristiky vzletu a přistání jsou charakteristiky, které umožňují určit velikost a třídu letišť, kde lze letadlo použít. Jedná se především o délku rozjezdu (od bodu, kdy jsou motory plně stlačeny, do bodu, kdy se kola podvozku odlepí od povrchu letiště) a délku přistávacího rozjezdu (od bodu, kde se kola dotknou povrchu letiště, do bodu, kdy se letadlo zcela zastaví).
Kromě těchto údajů jsou zajímavé hodnoty rychlosti při vzletu, tj. v okamžiku, kdy se kola odlepí od letiště – startovací rychlost, a při přistání v okamžiku, kdy se kola dotknou letiště – přistávací rychlost.
Nosnost je hmotnost nákladu, včetně cestujících, přepravovaného letadlem během daného letu při dané letové hmotnosti a rezervě paliva. Někdy se místo termínu „nosnost“ používá termín „užitečné zatížení“.
Rozvoj letecké vědy a techniky umožnil v průběhu celé historie neustále zvyšovat rychlost, výšku a dolet letadel. To potvrzují i údaje o rekordech v rychlosti, výšce a doletu, kterých letadla dosahovala.
Přestože většina těchto rekordů byla získána na speciálních letadlech, dosažené výsledky se po krátké době staly majetkem sériových letadel. Rekordy se tak staly milníky, které určily cesty vývoje letových vlastností pro nejbližší budoucnost.
Obrázek 1.1 ukazuje diagram dosažených rekordů v rychlosti, nadmořské výšce a doletu podle roku za období od roku 1930 do roku 1970.
Jak je patrné z diagramu, rychlost letadel s pístovými motory dosáhla své maximální hodnoty 755,1 km/h již v roce 1939. Pro další zvýšení rychlosti by, jak ukázaly výpočty, bylo nutné výrazně zvýšit výkon motoru, což by výrazně zvýšilo jeho hmotnost a rozměry. Podle těchto parametrů se pístový motor stal pro letadlo nerentabilním. Navíc se zvyšujícím se výkonem motoru se zvětšoval průměr vzduchových otvorů.
Vrtule a špičky jejích listů se začaly otáčet nadzvukovou rychlostí. Při těchto rychlostech se zvyšovaly vlnové ztráty na listích a účinnost vrtule se výrazně snížila.
Byl potřeba zásadně nový typ motoru a práce na něm již probíhaly. Tímto motorem byl proudový motor (TRD) s plynovou turbínou a kompresorem, který vytvářel tah bez vrtule. S příchodem TRD začalo kvalitativně nové období ve vývoji letových vlastností letadel. Od roku 1945 byly všechny rychlostní rekordy dosahovány na letadlech s proudovými motory.

Obr. 1.1. Rekordy v rychlosti, výšce a doletu letadel z let 1930 až 1970.

Charakteristickým rysem tohoto období bylo dosažení téměř zvukových a nadzvukových rychlostí u stíhaček a bombardérů, stejně jako u osobních letadel.
Na Silvestra 1969 byl dokončen zkušební let prvního nadzvukového dopravního letadla na světě, Tu-144; jeho maximální rychlost je více než dvojnásobkem rychlosti zvuku.
Jak je patrné z obr. 1.1, zvyšuje se i dolet letadel s proudovými motory. Pokud byl rekordní dolet letadel s pístovými motory 18082 20 km, pak u letadel s proudovými motory to bylo 168 XNUMX km.
Osobní a dopravní letadla s proudovými a turbovrtulovými motory, obsluhující mezinárodní trasy, nalétají 10 000 km a více. Zároveň tato letadla s 2–4násobným
Doplňováním zásob paliva za letu již mohou obletět zeměkouli podél rovníku.
Pokud jde o výškové rekordy, výšky dosažené letadly s proudovými motory jsou dvakrát vyšší než rekordní výšky dosažené letadly s pístovými motory (viz obr. 1.1).