Разговоры о том, что тяга Сушки занижена подвинули меня провести некоторые расчеты по определению фактической тяги двигателей. Предлагаю ниже последовательность рассуждений.
Для расчета необходимо иметь данные по сопротивлению самолета.
Существует такое понятие, как качество самолета. Это отношение подъемной силы к сопротивлению К=У/Qс, где У- подъемная сила, Qc- сопротивление самолета. В установившемся горизонтальном полете (выполняется условие постоянства скорости и высоты) У= Gc, т.е. вес самолета Gc уравновешивается подъемной силой, а сопротивление самолета уравновешивается тягой.
Сопротивление самолета зависит от угла атаки (при увеличении угла атаки от наивыгоднейшего сопротивление увеличивается) и скорости полета (сопротивление растет пропорционально квадрату скорости). Найти эту величину проще всего при установившемся безмоторном планировании (опять же условие постоянства скорости и угла снижения). Для планирования существует такая формула: Vy = V/K, где Vy – вертикальная скорость планирования, а V – скорость планирования. Отсюда выводим К = V/Vy.
Для расчетов я планировал с высоты 1000м с полетной массой20т на скоростях 300, 400, 500км/ч. Получились такие цифры:
- 300км/ч – вертикальная 9м/с, угол атаки 9 градусов. Делим 83м/с (300км/ч) на 9, получаем качество 9,26.
- 400км/ч – вертикальная тоже 9м/с, но угол атаки 6 градусов. Качество уже 12.
- 500км/ч – вертикальная 14м/с, угол атаки 3 градуса. К=138/14= 9,9.
Причем характеристики оставались одинаковыми как с двигателями, работающими на малом газу, так и с выключенными движками.
Лучшее качество получилось на скорости 400км/ч. Вероятно эта скорость и угол атаки в 6гр. наиболее близки к наивыгоднейшим. Наименьшее сопротивление должно быть на этой скорости. Для этого подставим результаты в формулу K = У/Q, заменив в ней подъемную силу на вес самолета. Получим К = G/Q, отсюда Q = G/K. Получаем:
-300км/ч- Q = G/K = 20/9.26 =2.15тонны.
-400км/ч- 20/12 = 1,66т.
-500км/ч- 20/9,9 = 2,02т.
Увеличение сопротивления самолета при уменьшении скорости от наивыгоднейшей происходит за счет увеличения угла атаки, а при увеличении, пропорционально квадрату скорости.
Для определения полной тяги двигателя необходимо провести замеры в наборе высоты.
Установившийся подъем, как и снижение, характеризуется постоянством скорости и угла подъема. В наборе высоты на долю силовой установке приходится не только преодоление сопротивления, но и часть веса самолета, причем тем большую, чем круче траектория набора (от 0% в горизонтальном полете до 100% при вертикальном движении).
Для режима подъема существует такая формула: P = G2 + Q, где G2 = G sin θ (синус угла подъема).
Для определения максимального угла подъема на форсаже я стартовал на скорости 400км/ч со 100м до 1000м.
Получилась такая ситуация: максимальный угол тангажа по авиагоризонту, при котором скорость оставалась 400км/ч составил 50°, причем после высоты 1200-1300 скорость начинала плавно падать, что ввиду последних “открытий” падения тяги с высотой вполне объяснимо. Приняв угол тангажа за угол подъема (в реальности он несколько меньше, так нужно отнять угол атаки и добавить угол установки крыла, который я не знаю, обычно 3-4градуса), находим G2. G2 = G sin θ = 20 sin50 = 20*0.766 = 15.32т. Далее находим полную тягу. P = G2 + Q =15,32 + 1,66 = 16,98. Итак, суммарная тяга на форсаже составила без малого 17тонн! Комментарии оставляю желающим.