3.1.1. Визначення продуктивності літака

Існує декілька методик розрахунку продуктивності вантажного літака і видатків на його експлуатацію, тобто його економічності при експлуатації, і усі вони зводяться до кінцевої формули:

де а – собівартість тонно-кілометра, у.о./т∙км; А – видатки на експлуатацію літака протягом однієї льотної години, або собівартість льотної години, у.о./год; П – планова годинна продуктивність літака, т∙км/год. [3]

Планова продуктивність П показує можливості літака в плані вантажних перевезень. Вона визначається добутком комерційного навантаження, його коефіцієнту і швидкості літака по розкладу. Цей коефіцієнт враховує можливість неповного завантаження літака вантажами, сезонність перевезень і нерівномірність завантаження по направленню польоту. Таким чином:

де m_ком – максимальне комерційне навантаження, т; V_р – швидкість літака по розкладу, км/год; k_к – коефіцієнт комерційного навантаження (на теперішній час коефіцієнт приймають рівним 0,95).

Швидкість по розкладу V_р – це середня швидкість літака за період від початку руління в аеропорту вильоту до вимкнення двигунів в аеропорту призначення.

Розрахунок швидкості по розкладу виконується по наступній формулі:

де L – відстань між аеропортами зльоту і приземлення, км; L_з.п – горизонтальна проекція шляху, пройденого літаком за час зльоту, набору висоти, зниження та приземлення, км; t_з.п – час, витрачений літаком на виконання наступних режимів польоту: руління до старту, зльоту, розгону, повертання на курс слідування, набору висоти до заданого ешелону, зниження, заходу на посадку, посадки та руління від ЗПС до місця розвантаження, год; V_кр – крейсерська швидкість літака на заданому ешелоні польоту, км/год.

Величини L_з.п та t_з.п беруться з аеродинамічного розрахунку літака, при цьому необхідно брати до уваги наступне:

• по умовам забезпечення необхідних умов життєдіяльності екіпажа та

супроводжуючих, швидкість набору висоти або зниження не повинна перевищувати значення, при якому тиск у кабіні змінюється більш ніж на 150даН/м² в хвилину;

• час, що витрачається на руління перед зльотом і після приземлення для літаків з ТГД (ТГВД), приймається рівним 15 хв;

• для літаків із злітною масою більше 30 т потрібно враховувати час і дистанцію розгону літака від швидкості відриву (зльоту) до швидкості найвигіднішого набору висоти;

• виконання маневрів над аеродромом після зльоту и перед приземленням (повернення на курс слідування та захід на посадку) приймається відповідно польоту на висоті 4000 м на протязі 10 хв.

Для швидкості по розкладу V_р визначальними є метеорологічні умови польоту, головним чином вітер. Якщо при визначенні V_р приймають умови польоту із зустрічним вітром, то формула (3.3) набуває наступного вигляду:

При цьому вважається, що швидкість вітру W = 50 км/год.

Зазвичай, зустрічний вітер не враховується у значенні швидкості по розкладу (рейсової швидкості), особливо при порівняльному розрахунку по декільком типам літаків, так як за тривалий період експлуатації зустрічні та попутні вітри компенсуються. У такому випадку зустрічний вітер враховується у вигляді поправки на відстань між аеропортами. Тоді

де L' – розрахункова відстань між аеропортами з врахуванням того, що політ проходить при зустрічному вітрі.

Якщо розрахунок швидкості по розкладу виконується при відсутності докладного аеродинамічного розрахунку літака і неможливо отримати характеристики окремих етапів польоту, то допускається наближено приймати:

де t_р – час польоту по розкладу, рівний

де Δt_кр – збільшення часу польоту за рахунок зменшення крейсерської швидкості на наборі висоти і при зниженні, що для літаків з ТГД (ТГВД) приймається рівним 15 хв; Δt_р – час, що витрачається на зліт, приземлення та руління перед зльотом і після приземлення, що для літаків з ТГД (ТГВД) приймається рівним 20 хв; Δt_м – час, що витрачається на маневрування після зльоту і перед приземленням літака, що приймається рівним 10 хв.

Максимальне значення комерційного навантаження при розрахунковій дальності польоту береться з розрахунку злітної маси літака (у даному випадку m_ком = 35 т – з технічного завдання на проект).

Значення максимального комерційного навантаження необхідно перевірити в залежності від максимально допустимих злітної та посадочної мас літака.

По першій умові перевірки:

де m_{зл. max} – максимально допустима злітна маса літака, т; m_пор – маса порожнього літака, т; m_служ – маса службового навантаження, включно з масою екіпажа, їх багажем, т; m_п – маса усього палива на борту літака в момент вильоту, т.

Очевидно, що при цьому значення комерційного навантаження залежить від дальності польоту, так як при зміні дальності польоту змінюється значення потрібного запасу палива.

По другій умові перевірки:

де m_{пос. max} – максимально допустима посадочна маса літака, т; m_{п. пос} – маса палива при приземлені, включно з аеронавігаційним запасом, паливом на руління та невипрацьовуючим залишком палива, якщо останній не включено до маси порожнього літака, т.

Комерційне навантаження, що визначається по цій умові не залежить від дальності польоту. Умовою визначення комерційного навантаження по максимально допустимій посадочній масі літака користуються у тих випадках, коли польоти виконуються на короткі відстані, значно менші за максимальну практичну дальність польоту.