Поляра скоростей

          Поляра скоростей системы пилот-параплан представляет собой зависимость вертикальной составляющей истинной воздушной скорости от горизонтальной: , рис.1. 

   Рис.1 Поляра скоростей параплана

Для удобства анализа ось направлена вниз, а ось– вправо. 

В таком представлении поляры радиус-вектор, соединяющий начало координат с любой точкой поляры скоростей, представляет собой вектор истинной воздушной скорости системы пилот-параплан. Причем модуль вектора истинной воздушной скорости равен: . 

Угол между осью и вектором скорости системы пилот-параплан на поляре скоростей является углом наклона траектории (углом планирования системы). 

Параметром, соответствующим каждой точке поляры и осуществляющим разметку поляры, является величина симметричного хода строп управления (СУ) –. Таким образом, радиус-вектор, соединяющий начало координат с любой  точкой поляры скоростей, представляет собой вектор истинной воздушной скорости системы пилот-параплан, соответствующий данному, конкретному  отклонению строп управления, в частности, и когда СУ полностью отпущены:=0. Величина хода СУ, при их постепенном отклонении, перемещает конец вектора скорости вдоль полярной кривой от=0 до = . 

В такой «перевернутой» системе координат поляра скоростей представляет собой выпуклую кривую (или вогнутую, если систему координат и поляру отразить симметрично относительно оси ). Далее все рассуждения проводятся для «перевернутой» системы координат. 

На поляре скоростей существует ряд замечательных и характерных точек.

1. Точка максимального аэродинамического качества. 

Если из начала координат провести касательную к поляре, то точка касания и определит режим отклонения СУ , соответствующий минимальному углу наклона траектории (планирования системы), что будет соответствовать максимальной величине аэродинамического качества системы. Скорость, соответствующая максимальному аэродинамическому качеству, называется наивыгоднейшей. 

2. Точка минимальной вертикальной составляющей скорости.

Если к поляре провести касательную параллельно оси, то точка касания определит режим отклонения СУ , соответствующий минимальной вертикальной составляющей скорости. Радиус-вектор истинной воздушной скорости, соответствующий точке на поляре скоростей, называется экономической (экономичной) скоростью планирования. 

3. Точка, соответствующая режиму полета при полностью отпущенных СУ:=0.

В большинстве случаев находится правее точки, соответствующей точке максимального аэродинамического качества. 

4. Точка входа в режим парашютирования.

Режим парашютирования реализуется при предельно допустимых, сильно затянутых СУ:=. В этом режиме горизонтальная составляющая скорости падает практически до нуля, а вертикальная возрастает до своего максимального значения при условии, что геометрия крыла сохраняется полностью наполненной и крыло остается над головой пилота.

Акселератор как бы достраивает (удлиняет) поляру вниз – вправо, в сторону увеличения результирующей скорости системы пилот-параплан, рис.1.

Триммер несколько смещает поляру вверх, относительно ее базового установочного значения (при полностью отпущенном триммере), минимизируя величину вертикальной составляющей скорости, [1]. 

Вопрос. Может ли достигаться величина при выжатом акселераторе?

Рассмотрим поляру скоростей системы пилот-параплан.

Предположим априори, что на выжатом акселераторе может достигаться максимальное аэродинамическое качество. А это означает, что на поляре скоростей , для того, чтобы касательная к поляре, проведенная из начала координат и определяющая положение точки существовала в зоне действия акселератора, должно выполняться условие:. Т.е. кривая должна быть либо выпуклой вниз , либо не иметь кривизны , т.е., быть отрезком прямой. Но при выжатом акселераторе не может выполняться условие , так как тогда горизонтальная составляющая воздушной скорости должна возрастать при одновременном уменьшении вертикальной составляющей, что противоречит физике реального процесса. Тогда остается случай:, т.е. поляра в зоне действия акселератора должна быть отрезком прямой , с которой совпадает касательная, проведенная из начала координат, и на которой продолжает оставаться максимальным аэродинамическое качество системы, рис.1. 

 Вывод. Теоретически возможно, что, в крайнем случае, при выжатом акселераторе, величина не достигается, а может лишь оставаться равной уже ранее достигнутой на поляре (на некотором ее отрезке, достроенном самим акселератором).

Если же на всей поляре, с учетом выжатого акселератора, выполняется условие, то на участке, достроенном акселератором, уже не может быть реализовано аэродинамическое качество, равное величине. 

Литература

1. Иванов П.И. Проектирование, изготовление и испытания парапланов (монография, ISBN 966-95903-0-2),- вып.4, Феодосия, 2007.– 280 с.