1.1.5. Управление самолетом в полете

Управляемостью называется способность самолета реагировать на отклонение рулей, то есть изменять режим полета по воле пилота.

Статическая управляемость – способность самолета под действием рулей уравновешиваться для восстановления исходного режима полета. Динамическая управляемость – способность самолета под действием рулей нарушать равновесие для изменения режима полета или выполнения маневра.

При отклонении рулей создаются управляющие моменты, которые, преодолевая сопротивление инерционных и стабилизирующих моментов, вращают самолет вокруг продольной, поперечной и вертикальной осей. В соответствии с этим осуществляется продольная, поперечная и путевая управляемость.

1.1.5.1. Обеспечение продольной управляемости самолета

Продольная управляемость – это способность самолета изменять угол атаки по воле пилота. Органом продольной управляемости самолета является руль высоты.

Продольное управление самолетом называют управлением по тангажу. Угол тангажа Θ – это угол между строительной (продольной) осью самолета и плоскостью горизонта. В установившемся горизонтальном полете угол тангажа равен углу атаки (Θ = α).

Для увеличения угла атаки α руль высоты отклоняется вверх, а для его уменьшения – вниз. Отклонение руля высоты изменяет характер обтекания горизонтального оперения и вызывает появление силы F_РВ, которая создает управляющий момент М_РВ = F_РВ L_ГО, вращающий самолет вокруг поперечной оси (рис. 1.9).

Изменение угла атаки создает, приложенное в фокусе приращение подъемной силы самолета ΔY и стабилизирующий момент ΔМ_z и продолжается до тех пор, пока сумма продольных моментов, действующих на самолет, не станет равной нулю. Угол атаки, на котором сбалансируется (уравновесится) самолет, будет зависеть от угла отклонения руля высоты и величины управляющего момента М_РВ. Основными факторами, влияющими на продольную управляемость самолета, являются: центровка самолета (расстояние f от центра масс до фокуса), скорость и высота полета, площадь руля, длина хвостовой части фюзеляжа.

П

Рис. 1.9. Управление по тангажу

ри уменьшении центровки (↑f ) (см. рис.1.8) возрастает продольная устойчивость, а продольная управляемость уменьшается. При слишком задней центровке (↓f ) устойчивость самолета уменьшается, а степень управляемости возрастает и чрезмерно повышается эффективность руля высоты. Самолет становится «строгим» в управлении.

С ростом скорости полета повышается эффективность руля высоты из-за возрастания скоростного напора q = ρV²/2, поэтому увеличивается управляемость. С увеличением высоты полета уменьшается эффективность руля высоты из-за уменьшения плотности воздуха, потребные углы отклонения руля высоты увеличиваются, то есть уменьшается управляемость.

Увеличение площади руля высоты повышает его эффективность при отклонении на один и тот же угол, то есть увеличивает управляемость, но одновременно вызывает рост усилий на штурвале.

При увеличении длины хвостовой части фюзеляжа фокус самолета перемещается назад (↑f ), то есть увеличивается продольная устойчивость самолета, а управляемость уменьшается.

При отклонении закрылков на задней кромке крыла с целью увеличения подъемной силы во время взлета и посадки появляется пикирующий момент, который компенсируется (балансируется) моментом от отрицательной подъемной силы горизонтального оперения при отклонении руля высоты вверх.