- •Аннотация.
- •Содержание
- •(Начальное условие (н.У.)),
- •1.2. Управляемость движения.
- •2.1. Аэродинамический момент тангажа в установившемся прямолинейном полете.
- •2.2. Момент тангажа от тяги двигателя
- •2.6.1. Усилие на штурвале
- •2.6.2. Балансировка вс в установившемся горизонтальном полете
- •2.6.3. Балансировка вс в установившемся криволинейном движении в вертикальной плоскости
- •2.6.4. Особенности продольной балансировки при взлете и посадке
- •2.6.5. Диапазон допустимых центровок и требования к выбору параметров горизонтального оперения
- •25.161. (С) Продольная балансировка должна обеспечиваться в следующих условиях:
- •25.173. Продольная статическая устойчивость.
- •3.1. Аэродинамические моменты крены и рыскания
- •3.2 Статическая устойчивость в боковом движении
- •3.3 Балансировка вс в установившемся боковом движении.
- •3.3.2 Балансировка с отказавшим двигателем
- •3.3.3. Балансировка вс в установившемся криволинейном пространственном
- •4.1.1. Решение линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами классическим методОм. Теоремы а.М. Ляпунова об устойчивости
- •4.1.2. Решение линейных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами операторным методом
- •5. Динамика продольного возмущенного движения вс
- •5.1. Собственное продольное возмущенное движение вс. Условия устойчивости опорного движения
- •5.2 Выделение быстрой и медленной составляющих продольного возмущенного движения
- •5.2.1. Собственное продольное короткопериодическое возмущенное движение вс. Условия устойчивости опорного движения.
- •5.2.2 Собственное продольное длиннопериодическое возмущенное движение вс. Условия устойчивости опорного движения
- •6.1 Уравнения бокового возмущенного движения
- •6.2 Устойчивость в боковом возмущенном движении.
- •6.3Передаточные функции в боковом возмущенном движении
- •6.4.2. Реакция вс на отклонение руля направления
- •7. Особенности динамики пространственного движения
- •7.3. Штопор
- •Лекция 13.
- •1. Автоматическое управление траекторией
- •2. Управление траекторным движением по командному прибору
- •3. Автоматическая стабилизация параметров движения
- •Литература
- •Вопросы к коллоквиуму по курсу «Устойчивость и управляемость транспортных воздушных судов»
3.2 Статическая устойчивость в боковом движении
Различают путевую и поперечную статическую устойчивость с фиксированными и освобожденными органами и рычагами управления.
Путевая (флюгерная) статическая устойчивость – это способность ВС, самостоятельно, без вмешательства пилота в управление, противодействовать (уничтожать, ликвидировать) изменению угла скольжения.
О путевой (флюгерной) устойчивости и неустойчивости судят по знаку частной производной коэффициента момента рыскания по углу скольжения , взятой в точке, соответствующей .
При изменении угла скольжения (рис.25) появляется <0, стремящийся развернуть ВС вправо, т.е. уменьшить скольжение. На рис. показаны зависимости для устойчивого и неустойчивого ВС в путевом отношении.
Частная производная называется степенью путевой статической устойчивости ВС.
При - устойчивое ВС, >0- неустойчивое, - нейтральное в путевом отношении.
Поперечная статическая устойчивость – это способность ВС, самостоятельно без вмешательства пилота в управление (противодействовать, уничтожать, ликвидировать) уменьшать возникший крен. При возникновении, например, правого крена появляется правое скольжение . Принимая во внимание зависимость (см. рис. 26), при
возникает момент , который создает и направлен на уменьшение крена. Это соответствует случаю, когда при возникновении скольжения ВС кренится в сторону отстающего полукрыла. Производная характеризует степень поперечной
статической устойчивости ВС.
3.3 Балансировка вс в установившемся боковом движении.
Характеристики поперечной и путевой статической управляемости
Рассмотрим сначала установившийся ( прямолинейный полет с креном и скольжением (движение при скосе ветром, отказе двигателей, несимметричной компоновке ВС и т.д.). Определим проекцию всех сил, действующих на ВС на OY и OZ связной системы координат (см. рис. 27)
Из условия равновесия сил по оси OY имеем: откуда и, тогда .
Из условия равновесия по OZ (с учетом предыдущего соотношения)
Принимается, что , тогда ; , - поперечная составляющая тяги двигателей; i-число двигателей.
Перейдем от сил и моментов к их коэффициентам, для чего разделим силы на qS, а моменты на qSl. Значения коэффициентов моментов приведены в (3.3), (3.4). Условия равновесия боковых моментов и сил примут вид
1.
2. (3.5)
3. ;
Здесь:
Балансировочные значения углов определяются из системы (3.5) в зависимости от угла скольжения. Пренебрегая получим
(3.6)
(3.7)
(3.8)
Потребные для балансировки отклонения педалей и боковые отклонения штурвала (ручки) равны
(3.9)
где - коэффициенты передачи соответственно для путевого и поперечного управления ВС;
, (3.10)
где вычисляется по формулам (3.7) для случая фиксированных рычагов управления (педалей, штурвала).
Из выражений (3.6)…(3.9) видно, что с увеличением степени поперечной и путевой статической устойчивости расходы руля направления, элеронов и рычагов управления растут.
Балансировочные значения можно выразить и в зависимости от угла крена . В этом случае (обозначив
(3.11)
где
(3.12)
Так как , то производные и будут иметь такой же знак как и . Значения производных , и определяются по формулам (3.7), (3.8) и (3.10).
Лекция 6. 3.31. Усилия на рычагах управления элеронами и рулем направления в прямолинейном установившемся полете со скольжением
Усилия на штурвале (ручке) и педалях, потребные для балансировки ВС с обратимой и необратимой системами управления, можно представить в виде
(3.13)
(3.14)
Отличие для ОБУ и НБУ состоит лишь в том, что в (3.13) и (3.14) производные вычисляются по разному. Так как при НБУ усилия, которые должен прикладывать пилот к рычагам, зависят от характеристики загрузочных механизмов, то эти производные будут иметь вид
(3.15)
(3.16)
где - градиенты усилий берутся из характеристик загрузочных механизмов; производные определяются по формулам (3.7), (3.12) и (3.8) в которых и надо брать для случая с фиксированным рычагом управления.
На рис 28 представлены типовые балансировочные зависимости, статически устойчивого и статически неустойчивого в поперечном и путевом отношении ВС при неизменных конфигурации ВС и режима работы двигателей.
Для нормального управления ВС требуется, чтобы все производные были отрицательными.
Показатели поперечной статической управляемости:
- называются соответственно коэффициентами расхода усилий и штурвала (ручки) управления на крен.
Показатели путевой (флюгерной) статической управляемости: - называются коэффициентами расхода усилий и педалей на крен.
Для того чтобы ВС не было слишком «тяжелым» или «строгим» в поперечном и путевом управлении, производные , , и не должны выходить за допустимые пределы.
Гармоничность управления достигается за счет пропорциональности перемещений штурвала и педалей , т.е. за счет выбора производной
(3.17)
где - выбираются при фиксированных рычагах управления, а - называют коэффициентом гармоничности управления, являющимся одним из показателей статической управляемости.
Во всем диапазоне максимальные усилия не должны превышать физических возможностей пилота .