Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник

.pdf
Скачиваний:
103
Добавлен:
27.10.2023
Размер:
21.97 Mб
Скачать

необходимо рассмотреть отдельно, как реагирует самолет на изме­ нение каждого из них.

При действии на самолет различных возмущающих факторов (вертикальные порывы ветра, случайные отклонения рулевых по­ верхностей и т. п.) угол атаки обычно изменяется быстро. За доли секунды он может увеличиться или уменьшиться в несколько раз. Скорость за это время не получает сколько-нибудь существенных приращений. Поэтому начальную реакцию самолета на изменение угла атаки можно рассматривать при постоянной скорости. В этих

условиях изменение нормальной

перегрузки

Ап„

: а

=

UySq

c'Sq

G

а

 

 

- 4 т - =

-4=т- Да

прямо пропорционально изменению угла атаки. Перегрузка пол­

нее, чем угол атаки,

характеризует

движение

самолета.

Поэтому

в летной

практике говорят об устойчивости

по перегрузке,

а не по

 

 

 

углу

атаки.

 

 

 

 

 

 

 

П р о д о л ь н о й с т а т и ч е с к о й

 

 

 

у с т о й ч и в о с т ь ю

с а м о л е т а

 

 

 

по

п е р е г р у з к е

н а з ы в а ю т

 

 

 

е г о т е н д е н ц и ю

к в о с с т а ­

 

 

 

н о в л е н и ю

н о р м а л ь н о й пе­

 

 

 

р е г р у з к и и с х о д н о г о р а в н о -

Рис. 8.14.

К определению

уело-

в е с н о г о

р е ж и м а

 

п о л е т а

вия продольной статической устой-

с р а з у п о с л е

с л у ч а й н о г о на -

чивости самолета по перегрузке

р у ш е н и я б а л а н с и р о в к и .

Пусть самолет был сбалансирован при некотором исходном угле атаки а. Если по какой-либо случайной причине угол атаки изменился на величину Да, те возникает приращение подъемной силы

 

AY=AcySq

= cySq Да,

 

 

 

 

приложенное в аэродинамическом фокусе

(рис. 8.14).

Относи­

тельно оси Oz, проходящей через

центр тяжести, сила

ДК дает мо­

мент

 

 

 

 

 

 

 

 

 

АМг=*-АУ(хРт)

 

 

 

 

 

или в безразмерных

коэффициентах

 

 

 

 

 

Атг =

— Асу

( А > — хТ) — — (кр

х

Да.

(8.15-1)

Очевидно, что самолет

будет

иметь

тенденцию

к

возвращению

 

— Зс ) с"

 

 

на исходный угол атаки и исходную перегрузку только в том слу­ чае, если знаки Атг и Асу будут противоположны (например, при увеличении угла атаки и коэффициента су коэффициент А>пг дол­ жен быть пикирующим), т. е. если

Дот,

= - ( - ^ - * т ) < о .

 

m*y==zr

(8.15-2)

 

 

250

Таким

образом,

необходимым

 

и д о с т а т о ч н ы м

 

условием про­

д о л ь н о й

 

с т а т и ч е с к о й

у с т о й ч и в о с т и

с а м о л е т а

 

по

 

п е р е г р у з к е

я в ­

ляется

передняя

относительно

 

ф о к у с а _

ц е н т р о в к а .

Чем

б о л ь ш е

п о ­

л о ж и т е л ь н ы й

 

з а п а с

 

ц е н т р о в к и

хж

 

хг,

 

тем

 

б о л ь ш е

п р о д о л ь н ы й

момент,

в о з н и к а ю щ и й

п р и

с л у ч а й н ы х

н а р у ш е н и я х

б а л а н с и р о в к и ,

тем э н е р г и ч н е е

с а м о л е т

н а ч и н а е т

 

в р а щ а т ь с я

 

в

сторону

исходного

угла а т а к и .

Поэтому

з а п а с центровки

ч а с т о называют

 

з а п а с о м

п р о д о л ь н о й

с т а т и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т и

с а м о л е т а

п о п е р е г р у з к е .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

При

 

о т р и ц а т е л ь н о м

 

з а п а с е

ц е н т р о в к и

 

Самолет

с т а н о в и т с я

н е ­

у с т о й ч и в ы м

п о

п е р е г р у з к е ,

т а к

к а к

н а

н е г о д е й с т в у е т

момент,

н а ­

п р а в л е н н ы й

в

с т о р о н у

 

д а л ь н е й ш е г о

ухода

от_

б а л а н с и р о в о ч н о г о

положения. При

к р и т и ч е с к о й

 

ц е н т р о в к е

 

(xT

= xF)

 

самолет

б у д е т

б е з р а з л и ч н ы м

и л и н е й т р а л ь н ы м ,

 

т а к как

 

изменения у г л а атаки в

этом с л у ч а е

не

вызывают

никаких

п р и р а щ е н и й

п р о д о л ь н о г о

ста­

тического

момента.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Центровку

Х г . з . п р е д ,

при

к о т о р о й

самолет

еще

обладает

устой­

ч и в о с т ь ю , о б е с п е ч и в а ю щ е й

б е з о п а с н о с т ь

 

п о л е т а ,

называют

п р е ­

д е л ь н о

 

д о

п

у

с т

и

м о й

з а

д

н

е

й .

 

Разумеется,

ч т о

з а д н я я

экс­

п л у а т а ц и о н н а я

ц е н т р о в к а

хт .3

д о л ж н а

б ы т ь

меньше предельно

до­

пустимой

Ц е н т р О В К И

Х т . з .

п р е д .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Как

 

у ж е г о в о р и л о с ь ,

з а п а с

ц е н т р о в к и

 

з а в и с и т

о т

р е ж и м а

по­

л е т а .

При п е р е х о д е

с

дозвуковых

 

 

режимов

н а

с в е р х з в у к о в ы е

аэро­

д и н а м и ч е с к и й

фокус

 

самолета

 

п е р е м е щ а е т с я

 

назад.

При

этом

з а п а с ц е н т р о в к и

у в е л и ч и в а е т с я

в

 

несколько

раз

и

п р о д о л ь н а я

ста­

т и ч е с к а я

у с т о й ч и в о с т ь

с а м о л е т а

п о

перегрузке

с и л ь н о

возрастает.

В

з а к л ю ч е н и е еще

р а з п о д ч е р к н е м ,

что

 

н е о б х о д и м ы й

з а п а с

ц е н ­

т р о в к и

 

н а

дозвуковых

 

р е ж и м а х

 

 

п о л е т а

 

о б е с п е ч и в а е т с я

горизон­

тальным

оперением. Само

название

« с т а б и л и з а т о р »

о б у с л о в л е н о

т е м ,

ч т о

п р и и з м е н е н и я х

у г л а

а т а к и

он, создавая

с о о т в е т с т в у ю щ и й

м о м е н т , в о з в р а щ а е т с а м о л е т

 

в и с х о д н о е

 

р а в н о в е с н о е

 

с о с т о я н и е ,

т . е .

с т а б и л и з и р у е т

 

его

 

н а

з а д а н н о м

у г л е а т а к и .

 

При

 

о б р а т и м о й

системе

у п р а в л е н и я

с т а б и л и з а т о р

не

б ы л

б ы

с т а б и л и з а т о р о м ,

он

выполнял б ы

т о л ь к о

ф у н к ц и и

рулевой

п о в е р х н о с т и .

 

 

 

 

 

 

§ 8.7. Продольная статическая устойчивость самолета

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по скорости

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

П р о д о л ь н о й с т а т и ч е с к о й у с т о й ч и в о с т ь ю

 

с а м о ­

л е т а

 

п о

с к о р о с т и н а з ы в а ю т е г о т е н д е н ц и ю к в о с ­

с т а н о в л е н и ю

с к о р о с т и

 

и с х о д н о г о

 

р а в н о в е с н о г о

р е ж и м а

с р а з у

п о с л е

н

а

р

 

у

ш

е

н и

я

р

а

в н

о в е с и

я .

Пока­

з а т е л е м

 

э т о г о

в и д а

 

устойчивости

 

п р и н я т о

с ч и т а т ь

п о л н у ю

н р о и з -

 

 

 

dY

Если

она

 

 

 

 

 

 

 

 

 

то

 

 

 

 

 

 

 

 

 

подъ­

в о д н у ю

 

 

 

п о л о ж и т е л ь н а ,

з н а к и п р и р а щ е н и и

емной

силы

и

скорости

совпадают,

 

т.

е. у в е л и ч е н и ю

скорости

(AV>0)

 

 

с о о т в е т с т в у е т у в е л и ч е н и е

 

п о д ъ е м н о й

 

с и л ы (ДК>0),

а у м е н ь ш е н и ю

скорости — уменьшение подъемной

с и л ы .

 

 

 

251

Если условие - ^ т г ^ О выполняется, то при увеличении скорости подъемная сила получит положительное приращение и траектория

полета начнет искривляться кверху (рис. 8.15). Тогда

в скорост­

ной

системе

координат

сила веса G разложится на составляю­

щие

GsinA6

и GcosA6,

первая из которых направлена

назад и,

следовательно, создает тенденцию к восстановлению исходной ско­ рости полета. При уменьшении скорости сила ДУ будет направ­

лена вниз, траектория

полета отклонится

книзу,

сила

G sin Дв бу­

 

 

 

 

дет

направлена

вперед

и

 

 

 

/

самолет

также

окажется

 

ЛКt

> ^ \ Л б

статически

 

устойчивым

по

 

/?о/л

 

л

скорости.

получается,

когда

 

 

 

 

 

Иначе

 

\.\&Q\GCOS

 

производная

-jy

< о .

При

 

увеличении

скорости

 

прира­

 

 

 

 

 

 

 

 

 

щение подъемной силы бу-

Рис. 8.15. К определению продольной ста-

дет

отрицательным,

 

траек-

тической устойчивости самолета по скорости

тория

полета

отклонится

 

 

 

 

книзу,

составляющая

веса

G sin Д9

будет направлена

вперед и, следовательно, будет

способ­

ствовать

дальнейшему

увеличению

скорости,

т. е. самолет

затяги­

вается в

пикирование.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Исходя из сказанного неравенство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

• Г ? > 0

 

 

 

 

 

 

(8Л6)

считается общим условием статической устойчивости самолета по скорости (ниже при анализе динамических свойств самолета будет показано, что в некоторых случаях это условие может оказаться недостаточным).

При изменении скорости полета подъемная сила Y = cyS-JY~

изменяется не только за счет скоростного напора, в который ско­ рость входит непосредственно, но и за счет изменений коэффи­ циента су. При изменении скорости (числа М) на самолет может действовать дополнительный продольный момент M^AV, обуслов­ ленный перемещением аэродинамического фокуса, изменениями коэффициентов mz0 и tn'cz (или т/). За счет этого момента будут изменяться угол атаки и коэффициент су. Изменение су в свою

очередь приведет к образованию момента М/Ас

Если самолет

неустойчив по перегрузке, оба момента направлены в одну сто­ рону. В этом случае балансировка никогда не восстановится и го­ ворить об устойчивости самолета по скорости бессмысленно. Лет­ чик должен будет немедленно вмешаться в управление и возвра­ тить самолет в исходный режим полета. Если самолет устойчив по перегрузке, момент А1сгуАсу будет направлен против изменения су,

252

а следовательно, н против момента M^W. Повернувшись на не­

который угол, самолет автоматически сбалансируется.

Поскольку угол атаки может изменяться значительно быстрее, чем скорость, то практически можно считать, что продольная ба­ лансировка самолета восстанавливается непосредственно вслед за изменениями скорости и что, следовательно, в процессе изменения

скорости общее условие балансировки (7.12)

приблизительно вы­

полняется. Следовательно,

 

су = ~ — J - \

(8.17-1)

Так как согласно формуле (7.2-1)

 

Ly г. п

(где с у г . п соответствует горизонтальному полету с такой же ско­ ростью), то общее выражение подъемной силы в процессе медлен­ ного изменения скорости приобретает вид

 

У=

У

г z - = -

 

(8.17-2)

 

 

су

Г. П \ Х р

X l )

 

 

где ф — балансировочный угол

отклонения стабилизатора

в исход­

ном режиме полета.

 

 

 

 

 

 

При анализе

балансировочной

диаграммы

было установлено,

что в некотором

диапазоне

чисел

М в

начале

области

волнового

кризиса запас центровки увеличивается быстрее, чем уменьшается

коэффициент C y r . n .

На этих числах М подъемная сила

при неиз­

менном положении

стабилизатора

(или руля)

падает

с увеличе­

нием скорости и, следовательно,

производная

отрицательна.

Уменьшение подъемной силы здесь может усугубиться уменьше­

нием

положительного (увеличением отрицательного) коэффици­

ента

т 2 0 ,

а также снижением

эффективности стабилизатора или

руля.

 

 

 

Таким

образом, в диапазоне

чисел М, соответствующем «ложке»

на балансировочной диаграмме, самолет становится неустойчивым по скорости. Практически это проявляется в том, что случайное увеличение скорости при неизменном положении ручки управления приводит к искривлению траектории полета вниз, т. е. к самопро­ извольному переходу самолета в пикирование.

У самолетов с тонким стреловидным или треугольным крылом благодаря сравнительно мягкому развитию волнового кризиса затягивание в пикирование обычно выражено не очень ярко и не вызывает существенных усложнений пилотирования, поскольку увеличение скорости происходит, как правило, достаточно мед­ ленно. Тем не менее проход диапазона, соответствующего «ложке» на балансировочной диаграмме, всегда требует от летчика повы-

253

шенного внимания, особенно при полетах в облаках и за облаками на небольших высотах. Не видя естественного горизонта и не кон­ тролируя достаточно внимательно режим полета по приборам, лет­ чик может своевременно не заметить перехода самолета на сни­ жение. В результате за время прохода этого диапазона («ложки») может накопиться значительный угол пикирования, что зачастую приводит к опасной потере высоты или к выходу самолета за огра­ ничение максимальной скорости полета.

Естественно, что неустойчивость самолета по скорости в диапа­ зоне чисел М, соответствующем «ложке» на балансировочной диа­ грамме, проявляется и при уменьшении скорости. В этом случае момент /Иуд V будет кабрирующим и самолет при неизменном по­ ложении стабилизатора будет увеличивать угол атаки. Соответст­ венно будут увеличиваться подъемная сила (см. формулу 8.17-2) н перегрузка. Если значения угла атаки или перегрузки уже в ис­ ходном режиме полета были достаточно велики, то их дополни­ тельное увеличение за счет неустойчивости самолета по скорости может оказаться опасным.

§ 8.8. Продольные динамические моменты

При вращении самолета с угловой скоростью шг все точки са­ молета движутся с дополнительными окружными скоростями шгХ, пропорциональными их расстояниям х от центра тяжести. В част­ ности, горизонтальное.оперение приобретает окружную скорость U = —m2 Lr .0 (рис. 8.16), в связи с чем его угол атаки получает при­ ращение

Приращению угла атаки Даг .0 соответствует динамический про­ дольный момент М — mz Sqba, коэффициент которого будет

гг

m —т? АаГ

„ =

m'l < о г А г . о

—-==- .

*

г. о

у у Ч . о

Поскольку коэффициент эффективности стабилизатора в преде­

лах плавного обтекания отрицателен,

то знаки тга>

и шг противо­

положны. Это значит, что момент Мг&

направлен

против враще­

ния, он тормозит, гасит его и поэтому

называется

п р о д о л ь н ы м

д е м п ф и р у ю щ и м м о м е н т о м .

 

 

Записанное выше выражение коэффициента тга>

является при­

ближенным, так как в действительности в продольном демпфиро­ вании участвует не только горизонтальное оперение, но и фюзеляж и крыло. Однако структура этого выражения правильно отражает основные закономерности: коэффициент продольного демпфирую­ щего момента прямо пропорционален угловой скорости шг и обратно пропорционален скорости V полета.

254

Обратим особое внимание на_к>, что в отличие от встречав­ шихся ранее аэродинамических коэффициентов (cv, сх, т2 и т. п.), которые непосредственно от скорости полета не зависят, коэффи­ циент mzm обратно пропорционален скорости. Физически это объ­ ясняется тем, что чем больше скорость полета, тем меньшее изме­

нение угла аг вызывает

одна и та

же угловая

скорость шг

(рис. 8.16, внизу). Подобную

картину

мы. встретим

и для других

динамических моментов. Чтобы найти характеристику продольного демпфирования, не зависящую от скорости, удобно ввести приве­

денную продольную угловую скорость

 

 

 

V

(8.18)

 

 

 

и записывать коэффициент

тги>

в виде

 

2 ш ,

z

г

(8.19-1)

 

где частная производная, характеризующая демпфирующие свой­

ства самолета:

 

 

т\1г. о

"г.о *SV. о

(8.19-2)

 

 

зависит от геометрических

параметров самолета и числа М (через

производнуюс/г°0 ), но уже не зависит непосредственно от скоро­

сти

полета.

 

 

 

 

 

Заметим,

что

при

обратимой

системе

управления

стабилиза­

тор

не

являлся

бы демпфером.

В процессе

колебаний

самолета

вокруг оси Oz он при неизменном

усилии на ручке управления по­

ворачивался

бы

вслед

за

пото­

ком, Л И К В И Д И Р У Я

уГО Л

ЛоСг.о-

 

 

Другим продольным динами­

ческим

моментом

является

мо­

мент от запаздывания скоса по­

тока. Скос потока в районе гори­

зонтального

оперения

создается Рис. 8.16. Образование продольного

крылом,

и его величина

зависит

демпфирующего

момента

от коэффициента

су,

т. е. в конеч­

 

обтекающая

ном счете от угла

атаки крыла. Воздушная масса,

крыло, прежде чем попадет в район

оперения, должна пройти

путь Z-r.o.

Для этого

необходимо время

 

 

 

 

 

 

^т. о

 

 

Если

угол

атаки

изменяется, то

происходит

запаздывание

скоса. В данное

мгновение скос потока

на оперении

соответствует

2 5 5

тому углу атаки, который крыло имело тс тому назад. Если угол

атаки увеличивается,

то за тс до данного

мгновения

он был

меньше, чем сейчас.

Соответственно и скос

потока

на

опе­

рении меньше, чем следовало бы при фактически

имеющемся угле

атаки. Так как скос потока уменьшает угол

атаки оперения, то

уменьшение скоса на некоторую величину Ае равносильно

увели­

чению угла Асе™ на такую же численно величину: Ааг .0 = —As. Уве­ личение же угла атаки оперения, как известно, дает дополнитель­ ный пикирующий момент. Если угол атаки уменьшается, то знаки Ае, Да и А/Й2, естественно, меняются.

По малости времени т зависимости Де(/) и a(t) можно считать линейными. Тогда:

da

где V- — -JJT — скорость изменения угла атаки;

Д а , 0 = - Л е = 8 ' ^ ; ^ ;

 

Это и есть коэффициент

момента от запаздывания скоса по­

тока. Он пропорционален

угловой

скорости

а и обратно

пропор­

ционален

скорости V полета.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введем приведенную скорость изменения

угла

атаки

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

(8.20)

 

Тогда

можно

записать

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

mz.

=

m « l

=

m

l

^

 

(8.21-1)

где

частная производная

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Момент Мг-л

от запаздывания

скоса

потока является .дополни­

тельным

демпфирующим

моментом. В отличие от основного

демп­

фирующего момента Мг ш

, который

гасит

полную

угловую

ско-

 

 

 

г

 

 

 

 

 

 

 

 

 

рость ш2, момент

противодействует

только

изменению

угла

атаки.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

сти

Напомним, что при движении

самолета

в вертикальной

плоско­

угол

тангажа 4 = Э + а.

Следовательно,

продольная

угловая

скорость

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

d$ d@ •

/ Q О О Л

256

Рис. 8.17. Изменение угла атаки обусловливает искривление траекто­ рии

Угловая скорость поворота траектории (или поворота вектора

скорости полета) - ^ - ,

как бы она ни была велика, на момент Мг-а

не

влияет. Если, например,

криволинейный

маневр

выполняется

с

постоянным

углом

атаки

(такие маневры

вполне

реальны), то

а , , - ^ , а = 0

и

 

 

 

 

Возможен и такой случай, когда углы атаки а и наклона тра­ ектории в изменяются, а угол тангажа 9 остается постоянным. Можно, например, специально в полете с торможением выдержи­ вать 0 = const. По мере падения скорости самолет будет снижаться, а летчик, непрерывно увеличивая угол атаки, не дает ему опускать

нос. В этом примере

~ а Т ~ ~ а -

и

ш г

— ~jf + а = О- На самолет

действует момент М ^

, но M

z

w

= 0 .

§8.9. Влияние поворота траектории на демпфирование

иустойчивость самолета по перегрузке

Предположим, что самолет выполняет установившийся гори зонтальный полет со скоростью V0 при угле атаки <хо. Пусть по лю бой случайной причине угол атаки получил положительное при ращение Да, после чего сразу же действие возмущающих факторов прекратилось.

В аэродинамическом фокусе/7 (рис. 8.17) возникает неуравно­ вешенное приращение подъемной силы ДК==5<70с*Да. Поскольку

остальные силы, действующие на самолет, пока остались взаимно

уравновешенными, они не влияют на его движение и- на рис. 8.17 не показаны. Под действием силы AY траектория начнет искрив­ ляться кверху. В соответствии со вторым уравнением движения самолета (6.9) можно записать

g и dt

Отсюда угловая скорость поворота траектории (поворота век­ тора скорости) будет

(8.23)

®~dt~GV0~' GV0

Угловая скорость

является частью полной продольной

угловой скорости ш*. Обозначив соответствующую ей часть про-

9-831

257

дольного демпфирующего момента через Mz-e с учетом выражений (8.18) и (8.19-1), можно записать

Подставляя сюда выражение — (8.23), получаем

Для сокращения записи вводится параметр

< 8 - 2 5 4 >

Он выражает отношение массы самолета, приходящейся наеди-

ницу его условного

объема

, к плотности воздуха и

поэтому

называется о т н о с и т е л ь н о й

п л о т н о с т ь ю

с а м о л е т а .

С учетом этого параметра выражению (8.24-1)

можно

придать

окончательный вид:

 

 

 

 

 

 

^ б - ~ с ; А а

-

( 8 - 2 4 - 2 )

Из полученного

выражения

видно,

что коэффициент

продоль­

ного демпфирующего момента, обусловленного поворотом траек­

тории,

как

и

коэффициент

продольного

статического момента

Ьтг ст

=

— (xF

— хт) ксу,

пропорционален

приращению

Асу

коэф­

фициента подъемной

силы.

 

 

 

 

 

 

 

 

Частная

производная

суммарного

коэффициента

продольного

момента

mz

Ддаг с т

~f tnz ш

( е )

по коэффициенту подъемной

силы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

_

m?z

 

 

 

 

 

 

оп

=

= -

Р

-

А"т )

+

- i -

 

(8.25-2)

называется

к о э ф ф и ц и е н т о м

п р о д о л ь н о й у с т о й ч и в о ­

с т и

с а м о л е т а по

п е р е г р у з к е .

Он

не запас

центровки,

как предполагалось на основании анализа одних статических фак­

торов) характеризует реакцию самолета

на

изменения угла атаки

и перегрузки.

 

 

 

Заметим, что величина производной

тсу

 

= — всегда отри-

 

г

о>2 (в)

|А

цательна, поскольку коэффициент демпфирования m™*<iO. Это зна­ чит, что демпфирование поворота'траектории всегда увеличивает устойчивость самолета по перегрузке.

Физический смысл рассматриваемого явления состоит в сле­ дующем. Продольный демпфирующий момент — это момент допол­ нительной подъемной силы, возникающей при вращении самолета вокруг поперечной оси (см. § 8.8). Эта сила, в том числе и ее

.258

часть &Уфу обусловленная искривлением траектории и пропор­ циональная приращению угла атаки, приложена далеко позади центра тяжести (если не учитывать демпфирования остальными частями самолета, то в фокусе горизонтального оперения). Скла­

дываясь

со

статическим

приращением

подъемной

силы

ЛУ

(рис. 8.18),

сила

^Уф) Дает

равнодействующую АУД,

приложен­

ную позади

аэродинамического фокуса F

в некоторой

точке

Fa,

которую

иногда

называют д и н а м и ч е с к и м ф о к у с о м с а м о ­

л е т а .

Относительный сдвиг фокуса назад за счет рассмотренного

динамического

эффекта kxF

— —';

чение

продольной

 

 

устойчивости

самолета

по перегрузке.

 

 

Угол

атаки

измеряется

 

между

вектором

скорости

(касательной

к траектории

полета) и

хордой

крыла.

Поэтому изменения угла

атаки удобно наблюдать в систе­

ме отсчета, связанной с траекто­

рией, Эта система не является

инерцпальной.

Инертность

само­

лета, как и любого тела,

 

прояв­

ляется

в земной системе

коорди­

нат. Здесь самолет стремится со­ хранять неизменную угловую ско­ рость. Если траектория станет поворачиваться относительно

и обеспечивает увели-

Рис. 8.18. К объяснению увеличения устойчивости самолета по перегрузке за счет искривления траектории

Земли с некоторым угловым ускорением 21\4t ) ~ ~d~W'T0 е е по" ворот будет обгонять вращение самолета или отставать от него. При этом вектор скорости будет отклоняться относительно хорды крыла, т. е. будет изменяться угол атаки. Разумеется, здесь рас­ сматривается лишь одна из причин изменения угла атаки; его из­ менения за счет поворота самолета под действием аэродинамиче­ ских моментов нужно рассматривать отдельно.

Чтобы каждый раз, рассматривая изменения угла атаки при нарушениях равновесия самолета, не повторять приведенных выше соображений, целесообразно в соответствии с принципом Даламбера ввести инерционный продольный момент

М.ь = - J * dP ' (8.26-1)

'гв

где 7г [кгсм • с2 ] — массовый момент инерции самолета.

Момент Mz^ обусловленный ускорением в , наряду с другими продольными моментами определяет изменения угла атаки.

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ