Планирующий полет
На самолет действуют (рис. 61):
1) вес Q, приложенный в центре тяжести;
2) сопротивление воздуха Т, испытываемое несущими частями, направленное по траектории, в сторону, обратную перемещению;
3) сопротивление воздухa t, испытываемое ненесущими частями.
|
Рис. 61. |
Разложим, как и ранее, сопротивление воздуха, испытываемое несущими частями, по направлению траектории планирования и по направлению, перпендикулярному к ней. Это разложение позволит нам без нарушения равновесия самолета заменить сопротивление воздуха, испытываемое несущими частями, и силу тяжести — их составляющими, как это мы делали выше.
Действующими на самолет силами будут:
1) по перпендикуляру к траектории — подъемная сила Р и составляющая веса Q1; эти две силы имеют противоположные направления;
2) по касательной к траектории — составляющая силы тяжести Q2, лобовое сопротивление крыла Т и сопротивление воздуха t, испытываемое ненесущими частями; две последние силы направлены в сторону, обратную перемещению.
Для того чтобы самолет спускался равномерно, все эти силы должны уравновешиваться, то есть:
1) подъемная сила должна равняться составляющей силы тяжести, перпендикулярной к траектории;
2) составляющая силы тяжести по касательной к траектории должна равняться сумме лобового сопротивления крыла и сопротивления воздуха, испытываемого ненесущими частями:
P = Q1;
Q2 = T + t.
Тяга винта F заменена составляющей силы тяжести Q2, увеличивающейся одновременно со скоростью планирования.
Устойчивость самолета в воздухе
Самолет находится в равновесии, когда он не имеет никакого вращательного движения вокруг центра тяжести. Самолет имеет три различных вида равновесия:
1. Продольное равновесие, или равновесие вокруг поперечной оси, проходящей через центр тяжести. Движение пикирования или кабрирования происходит вокруг этой оси.
2. Поперечное равновесие вокруг продольной оси, проходящей через центр тяжести. Самолет может накреняться вправо и влево вокруг этой оси.
3. Равновесие пути вокруг вертикальной оси. Самолет может поворачивать вправо или влево вокруг этой оси.
Самолет устойчив, если выведенный из положения равновесия он возвращается к нему без вмешательства летчика.
Органы устойчивости самолета
Продольная устойчивость самолета обеспечивается посредством горизонтального хвостового оперения (рис. 62). Если самолет стремится пикировать, оперение переходит из положения 7 в положение 2. Воздух противодействует этому перемещению с силой R, приложенной в центре давления оперения, перпендикулярно к его плоскости, и направленной против его перемещения. Это сопротивление возвращает самолет в положение равновесия.
|
Рис. 62. |
Поперечная устойчивость обеспечивается двумя различными способами:
1) при помощи киля, который представляет собой вертикальную плоскость в конце фюзеляжа; если самолет наклоняется в какую-либо сторону, эта плоскость ударяет по воздуху; получающееся в результате этого сопротивление воздуха противодействует такому перемещению самолета;
|
Рис. 63. |
2) при помощи поперечного «V», которое придают крыльям (рис. 63), если самолет Наклоняется вправо, правое крыло опирается сильнее на воздух, тогда как левое крыло, подымающееся кверху, испытывает меньшее сопротивление; правое крыло, испытывая более сильное давление воздуха, чем левое, подымается, и равновесие восстанавливается.
Устойчивость пути обеспечивается также с помощью киля. Следует указать, что фюзеляж содействует устойчивости пути, играя роль киля.
Устойчивость пути повышают также тем, что придают крыльям форму стрелы, или «V» в плане (рис. 64).
|
Рис. 64. |
Хвостовое оперение
Оперение будет «несущим», если угол атаки стабилизатора положительный. В этом случае сопротивление воздуха, испытываемое оперением, создает дополнительную подъемную силу, прибавляющуюся к общей подъемной силе. Угол атаки несущего оперения всегда должен быть меньшим, чем угол атаки крыла. Когда оперение несущее, говорят, что самолет имеет продольное «V».
|
Рис. 65. |
Рули и тяги управления
Рулем высоты называется поверхность, присоединенная на шарнирах к задней неподвижной части стабилизатора (рис. 66). Когда пилот хочет произвести кабрирование самолета, он поднимает руль высоты, притягивая к себе ручку (обратите внимание на перекрещенные тросы). Воздух, ударяясь о руль, оказывает определенное сопротивление, направленное книзу, которое стремится вернуть руль высоты в нейтральное положение. Но так как пилот противодействует этому, то сопротивление {86} воздуха заставляет самолет повернуться вокруг центра тяжести и поднять нос (кабрирование). Если, напротив, летчик дает ручку от себя и опускает руль высоты, то результирующая сопротивления воздуха направлена вверх, поднимая оперение. Она заставляет самолет опустить нос (пикирование).
Рычаги управления действуют на рули посредством тяг.
Руль направления (поворота) может быть сравнен с рулем лодки. Тяги натягиваются ногами посредством педали; тросы не скрещиваются. Чтобы сделать правый вираж, надо нажать правую педаль (дать правую ногу), левый — левую (рис. 67).
|
Рис. 66. |
|
Рис. 67. |
Элероны
Назначение элеронов (рис. 68) — помогать рулю направления накренять или выпрямлять самолет. Во время пилотажных маневров управление элеронами должно производиться одновременно с отклонением руля направления и в ту же сторону (сочетание управления).
|
Рис. 68. |
Компенсированные рули
На гидросамолетах и тяжелых самолетах необходимость давать большую поверхность рулям создает большие трудности в управлении самолетом, если не использовать компенсированные рули. Эти рули имеют впереди их оси вращения небольшую уравновешивающую поверхность. Сопротивление, оказываемое воздухом этой поверхности, помогает пилоту тем больше, чем больше поверхность. Для того чтобы пилот «чувствовал» самолет, эта вспомогательная компенсирующая поверхность всегда делается меньше поверхности самого руля. За последнее время на элеронах и рулях устанавливают компенсацию системы Флетнера.
Поляра
Чтобы определить характеристики крыла данного профиля, его подвергают опытам в аэродинамической трубе. В воздушном потоке со скоростью, например, 10 м/сек измеряют различные величины лобового сопротивления и подъемной силы для различных углов атаки.
Проведем две перпендикулярные оси (рис. 69). На горизонтальной оси нанесем различные величины лобового сопротивления, обозначаемого часто Кх. На вертикальной оси нанесем величины подъемной силы Ку. Вслед за этим построим кривую, называемую полярой, так как она описана лучом OZ, проведенным из полюса О.
Для величины Кх, принимают масштаб в 10 раз больший, чем для Ку. Каждой величине Кх и Ку соответствует одна точка поляры. Наименьшая величина отношения Кх/Ку определяется касательной OZ. Она дает значение наилучшего качества крыла.
Поляра позволяет изучить условия, при которых крыло работает наиболее эффективно или подвергается опасной нагрузке, другими словами, — позволяет знать его качество.
|
Рис. 69. Поляра. |
