3.7. Продольная статическая устойчивость

При внешнем воздействии в продольном движении вертолета первоначально могут возникнуть отклонения по углу атаки или величине скорости полета. У устойчивого вертолета эти отклонения после прекращения действия возмущений с течением времени исчезают и вертолет восстанавливает исходный режим полета.

3.7.1. Продольная статическая устойчивость

ПО УГЛУ АТАКИ

Под продольной статической устойчивостью по углу атаки понимают начальную тенденцию вертолета при случайном изменении угла атаки вернуться под воздействием аэродинамических сил и их моментов к исходному его значению. Физически это означает, что на устойчивом вертолете при случайном изменении угла атаки должен возникнуть продольный момент ( ), который будет стремиться вернуть вертолет к исходному углу атаки.

Рис.3.9. Влияние случайного увеличения угла атаки на изменение

продольных моментов несущего винта, фюзеляжа и стабилизатора

Результирующий продольный момент складывается из моментов аэродинамических сил НВ, фюзеляжа и стабилизатора (рис.3.9.).

Несущий винт способствует статической неустойчивости вертолета по углу атаки во всем диапазоне скоростей. При увеличении угла атаки результирующая сила тяги НВ отклоняется назад и дает прирост продольного момента, направленный на дальнейшее увеличение угла атаки. Дестабилизирующий момент НВ пропорционален тяге НВ, углу ее отклонения и вертикальной центровке.

Фюзеляж вертолета (без стабилизатора) также способствует статической неустойчивости по углу атаки. Центр давления фюзеляжа обычно располагается впереди центра масс, поэтому при увеличении угла атаки будет появляться дополнительный положительный момент, способствующий дальнейшему увеличению угла атаки.

Стабилизатор способствует повышению статической устойчивости вертолета по углу атаки, т.к. при увеличении угла атаки вертолета возрастает и местный угол атаки стабилизатора. В результате соответствующего изменения подъемной силы стабилизатора создается дополнительный момент, направленный на восстановление исходного угла атаки.

Степень статической устойчивости по углу атаки существенно зависит от продольной и вертикальной центровок.

Вертолет Ми-8МТ во всем эксплуатационном диапазоне скоростей полета обладает незначительной степенью статической устойчивости по углу атаки.

3.7.2. Продольная статическая устойчивость

ПО СКОРОСТИ ПОЛЕТА

Под продольной статической устойчивостью по скорости полета понимают начальную тенденцию вертолета при случайном ее изменении вернуться под воздействием аэродинамических сил и их моментов к исходному значению скорости полета. Физически это означает, что на устойчивом вертолете при случайном изменении скорости полета должен возникнуть продольный момент ( ), который будет стремиться вернуть вертолет к исходной скорости полета.

Результирующий продольный момент складывается из моментов аэродинамических сил НВ, фюзеляжа и стабилизатора (рис.3.10.).

Несущий винт способствует статической устойчивости вертолета по скорости полета во всем диапазоне скоростей. При увеличении угла атаки результирующая сила тяги НВ отклоняется назад, создавая положительный прирост продольного момента. Этот прирост вызывает увеличение угла тангажа вертолета на кабрирование, а следовательно уменьшение скорости полета.

Рис.3.10. Влияние случайного увеличения скорости полета на изменение

продольных моментов несущего винта, фюзеляжа и стабилизатора

Фюзеляж вертолета способствует статической устойчивости по скорости, вследствие изменения силы лобового сопротивления. Однако на больших скоростях полета, дестабилизирующий момент силы лобового сопротивления фюзеляжа при увеличении скорости заметно возрастает и способствует неустойчивости вертолета.

Стабилизатор способствует устойчивости вертолета по скорости с учетом того, что на моторных режимах полета его подъемная сила направлена вниз. Поэтому при увеличении скорости полета растет кабрирующий момент от стабилизатора, а при уменьшении – падает.