Продольная устойчивость планера

Равновесие, как известно, может быть устойчивым или неустойчивым. Устойчивым равновесие считается тогда, когда изменение угла атаки, вызванное какой-либо посторонней причиной, устраняется самим планером без участия летчика-планериста.

Для обеспечения пилотирования планера он должен быть устойчивым, но эта устойчивость не должна быть чрезмерной; при этом небольшие отклонения от положения равновесия восстанавливаются без вмешательства пилота. Следовательно, устойчивость—это способность сохранять заданный режим полета (показатель надежности равновесия).

Способность сохранения равновесия планера в полете про­является так.

Пусть например, при полете в неспокойной атмосфере вслед­ствие порывов ветра планер был выведен из состояния равно­весия и начал кабрировать, т. е. поднимать нос. Если в этом случае возникнет момент, который после нескольких колебаний вернет планер к прежнему состоянию равновесия, то такой пла­нер является устойчивым в продольном отношении. Устойчивость его будет тем больше, чем больше величина восстанавливающего момента, так как планер при этом быстрее будет возвращаться в положение равновесия. Восстанавливающий момент у планера обычной схемы возникает благодаря горизонтальному оперению и представляет разность между моментами горизонтального опе­рения и другими (от крыла и пр.).

Для продольной устойчивости планера необходимо, чтобы при отклонении планера от положения равновесия момент горизонтального оперения изменялся быстрее, чем момент крыла.

Это относится как к кабрированию планера, когда углы атаки крыла и стабилизатора увеличиваются, так и к пикированию, к случаю опускания носа, когда происходит уменьшение углов атаки. В обоих случаях для восстановления равновесия необхо­димо, чтобы абсолютная величина , была больше .

Это достигается правильным выбором хвостового горизонталь­ного оперения, его плеча L_ГО, компоновкой планера, но наиболее важную роль играет выбор положения центра тяжести планера, т. е. центровки. При одной и той же центровке с увеличением площади стабилизатора и его плеча L_ГО(т. е. длины фюзеляжа) устойчивость увеличивается, а следовательно, с зажатым упра­влением, когда рули высоты служат продолжением стабилизатора, устойчивость больше, чем со свободным управлением. Изменения центровки (те, которые практически встречаются) не сказываются почти на моменте оперения, но сильно влияют на моменты крыла и фюзеляжа. Поэтому расположение ЦТ главным образом влияет на продольную устойчивость. Перемещение ЦТ вперед делает планер более устойчивым.

При определенной центровке (обычно находящейся в пределах 35—40% САХ) при изменении углов атаки моменты крыла и оперения по величине все время равны друг другу и, следовательно, планер находится в безразличном равновесии. Такая центровка называется критической. Если центровку сде­лать больше критической, то момент крыла при отклонении от равновесия будет изменяться быстрее, чем момент оперения, и планер будет неустойчивым. Поэтому для устойчивости планера его предельно задняя центровка устанавливается на 2 — 3% САХ перед критической.

С другой стороны, чем больше передняя центровка, тем устой­чивее планер и тем труднее им управлять. Поэтому существует у каждого планера своя предельно передняя центровка. У совре­менных планеров она лежит в пределах от 20 до 25% САХ.