Энциклопедия техники - лётные исследования

физический эксперимент в натурных условиях (в полёте) и изучение на основе результатов эксперимента закономерностей взаимодействия летательного аппарата с внешней средой, с гравитационными и другими полями Земли и (или) воздействия этой среды и этих полей на экипаж, а также на системы летательного аппарата.

Л. и. охватывают широкий круг проблем, связанных с аэродинамикой, механикой полёта и прочностью летательного аппарата, работой силовых установок и систем управления полётом, условиями работы различных комплексов и систем бортового оборудования, воздействием летательного аппарата на окружающую среду. Л. и. могут производиться на летающих моделях (ЛМ), экспериментальных и опытных летательных аппаратах, серийных летательных аппаратах, переоборудованных в летающие лаборатории (ЛЛ) или в так называемые самолёты-аналоги. Важнейшим условием повышения эффективности Л. и. является моделирование изучаемых явлений перед Л. и. и в процессе их проведения с помощью имеющихся или специально создаваемых моделирующих установок.

Особое значение Л. и. приобретают при создании летательных аппаратов или их систем принципиально новых схем, при изучении неустановившихся движений, составляющих основную часть режимов полёта летательных аппаратов многих типов, и при расширении факторного пространства за пределы ранее достигнутых значений, в особенности если эти области факторного пространства не могут быть смоделированы в лабораторных условиях.

При экспериментах на ЛМ определяются аэродинамические характеристики летательного аппарата, изучаются распределение давления и параметры пограничного слоя, исследуются особенности полёта на больших углах атаки. С помощью ЛЛ и ЛМ изучаются влияние вязкости в сжимаемом потоке при натурных числах Рейнольдса, аэродинамика гиперзвуковых скоростей.

Большую роль играют Л. и. неустановившихся движений самолётов, в особенности на больших и сверхкритических углах атаки, а также отрывных и отрывно-вихревых течений. Аэроупругое взаимодействие летательного аппарата и воздушной среды моделируется в лабораторных условиях лишь частично. Поэтому Л. и. широко применяются для определения внешних нагрузок, действующих на летательный аппарат, и для изучения работы конструкции под действием этих нагрузок. На эксплуатационных режимах полёта и в ряде других случаев изучаются напряжения, деформации и упругие колебания элементов конструкции, распределение давления и температуры на наружной поверхности и температуры в элементах конструкции.

К типичный примерам Л. и. силовых установок относятся: изучение характеристик входных и выходных устройств и согласование их с характеристиками двигателя; уточнение оптимальных законов управления геометрией газовоздушного тракта; определение степени равномерности и спектра пульсации параметров течения в каналах; определение характеристик газодинамической устойчивости силовой установки; исследование особенностей неустановившихся режимов; исследования топливной, масляной и других систем.

В процессе разработки систем бортового оборудования, когда аппаратура создаётся с применением новых физических принципов или для новых условий применения, до постройки опытного образца изготавливается действующий макет или экспериментальный образец, который после лабораторной и стендовой отработки устанавливается на ЛЛ. Л. и., проведённые с использованием макета, позволяют проверить в натурных условиях правильность принципиальных решений, положенных в основу вновь создаваемой аппаратуры. Кроме автономной отработки отдельных систем большое внимание уделяется совместно работе всего комплекса бортового оборудования.

Для исследований воздействия летательного аппарата на окружающее пространство, распространяющегося на значительные площади, требуется создание измерительных полигонов в районе аэродрома (для изучения шума и эмиссии вредных веществ), в испытательных зонах (для исследования звукового удара) или специальных измерительных комплексов (для исследований спутного вихревого следа).

Измерения при Л. и. отличаются разнообразием применяемых средств. Они включают средства фиксации режима полёта летательного аппарата и специальные средства, предназначенные для измерений параметров и характеристик исследуемой системы или явления. До начала лётного эксперимента разрабатываются, отлаживаются и апробируются алгоритмы и программы поэтапной автоматизированной обработки результатов измерений (экспресс-информация, оперативная и полная обработка), то есть создаётся модель эксперимента.

Сокращение сроков проведения и повышение эффективности и безопасности лётного эксперимента может быть достигнуто, если во время полёта результаты бортовых и внешнетраекторных измерений по радиотелеметрической линии передаются в стационарную систему обработки данных и управления экспериментом , где результаты измерений автоматически вводятся в вычислительные устройства, а машинная обработка ведётся в темпе проведения эксперимента и её результаты отображаются на дисплеях. Аналогичные системы применяются для управления экспериментом на борту ЛЛ.

Они позволяют руководителю исследования (на земле или на борту ЛЛ) корректировать выполнение эксперимента и в случае необходимости предупредить лётчика о приближении к зоне опасных режимов или уточнить содержание последующих заданий. Применение методов идентификации позволяет по результатам Л. и. оценить адекватность принятой модели исследуемого явления и уточнить параметры модели.

Впервые в СССР Л. и. начали проводиться в Центральном аэрогидродинамическом институте, где в 1919 по инициативе Н. Е. Жуковского был создан лётный отдел. В коллегию лётного отдела вошли научные работники Центрального аэрогидродинамического института В. П. Ветчинкин, А. Н. Журавченко, Н. В. Красовский, Б. С. Стечкин и Б. Н. Юрьев. Бурное развитие отечественной авиационной науки в годы первых пятилеток сопровождалось широким развёртыванием исследований в полёте. Эти работы проводились под руководством и при непосредственном участии советских учёных В. С. Ведрова, Б. Н. Егорова, Г. С. Калачёва, Н. С. Строева, М. А. Тайца, А. В. Чесалова и других. В марте I941 был создан Лётно-исследовательский институт, ставший научным центром по разработке методологии и проведению исследований авиационной техники в полёте. См. также Лётные испытания. Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия

Главный редактор Г.П. Свищев

1994