книги из ГПНТБ / Павловский К.М. Практическая аэродинамика и динамика полета летательных аппаратов учебное пособие

- 90 -

скорость", показывает,какое надо приложить дополнительное уси­ лие, чтобы увеличить число М (скорость) вдвое. Для маневренных самолетов расход усилий на скорость равен 15+ 30 кг, для ограг-

3.12 б. Так,например, у маневренного сверхзвукового самолета для увеличения скорости на 100 км/час при малых дозвуковых скоростях необходимо отклонить руль на 13-15 ° , а при больших дозвуковых скоростях - всего на 0,3 + 0 ,5 °.

Рассмотрение частных показателей продольной управляемости показывает, что все они тесно связаны с устойчивостью и в око­ лозвуковой зоне претерпевают наиболее существенные изменения, требующие в ряде случаев от летчика непривычных движений руч­ кой управления.

Для обеспечения приемлемых значений градиентов управления применяются наиболее рациональные аэродинамические компоновки, а также различные автоматические устройства, рассматриваемые ниже.

§27 . ОСОБЕННОСТИ УСТОЙЧИВОСТИ И УПРАВЛЯЕМОСТИ САМОЛЕТОВ С ИЗМЕНЯЕМОЙ СТРЕЛОВИДНОСТЬЮ КРЫЛА

На характеристики устойчивости и управляемости сильное влияние оказывает расположение шарнира поворотной части крыла, а также стреловидность неподвижной части крыла - центроплана. При размещении шарнира на борту фюзеляжа фокус самолета силь­ но смещается назад и продольная устойчивость с увеличением угла стреловидности %° непрерывно возрастает (рис. 3.17 поз.А ). Вынос шарнира на центроплан снижает устойчивость тем больше,

- 91

чем больше его удаление от фюзеляжа (поз. В,С).

При некотором положении шарнира можно получить незначительное

центроплана, вызывает срыв потока на концах крыла.Для устра­ нения этого недостатка могут быть различные решения. Напри­

лежит в пределах, не затрудяащих управление. Для обеспечения нормальной управляемости в этом случае могут использоваться общепринятые органы управления, а также интерцепторы, диффе­ ренциальные стабилизаторы и др.

В другом варианте предлагается ставить шарнир ближе к фюзв ляжу, что позволяет удобно механизировать крыло по всему раз­ маху. Но в этом случае ЦТ получается сзади фокуса крыла. Поэ­ тому для обеспечения нормальной устойчивости требуется ста-

- 9 2 -

бшшзатор большой площади, что является недостатком.Однако

§ 28, АЭРОДИНАМИЧЕСКИЕ ДОСТОИНСТВА й НЕДОСТАТКИ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ "БЕСХВОСТКА" и "УТКА"

Аэродинамическая компоновка летательных аппаратов по схе­ ме "бесхвостка" и "утка" позволяет улучшить некоторые характери стики устойчивости и управляемости,

"Б Е С Х В О С Т К О Й " называет летательный аппарат обычной самолетной схемы, но без горизонтального оперения. Функции руля высоты выполняет э л е в о н ы , то есть элероны, могущие создавать и продольный момент. Близким к "бесхвостка" является летательный аппарат схемы "летающее крыло", У не­ го нет хвостового,оперения вообще. Есть элевоны и вертикаль­ ное, оперение крыла. Резкой разницы между этими двумя схемами нет.Так,например, самолеты Ф-106,В-58,"Вулкан" могут быть от­ несены к тому или другому типу.

Основными аэродинамическими достоинствами "бесхвостый" являются: - повышение эффективности органов продольного управ­ ления;

- снижение лобового сопротивления за счет меньшего влияния сжимаемости на органы управления и за счет отсутствия горизонтальных элементов оперения, что способствует увеличению скорости, скороподъемности, потолка;

- устраняются некоторые виды вибраций оперения.

Основные недостатки: снижение несущих свойств аппаратов, обладающих статической устойчивостью, поскольку они балансиру­

ются значительным отклонением элевонов вверх;'

♦

-ухудшение маневренных качеств при больших числах

К(резко возрастает продольная устойчивость);

-повышение балансировочного сопротивления за счет

- 93

необходимости значительно отклонять элевоны (малое плечо элево­ нов);

- мал запас углов отклонения элевонов при одновременном выполнении ими обеих функций;

- "вспухание" или "провяливание" аппарата при резких от­ клонениях элевонов в Функции руля высоты;

так и недостатки "бесхвостки".Кроме того, отсутствие фюзеля­ жа затрудняет обеспечение путевой устойчивости.

„ У Т К О Й " называют летательный аппарат, имеющий горизонталь­ ное (а иногда и вертикальное) оперение впереди крыла. Он обладает следующими достоинствами:

-повышение эффективности горизонтального оперения;

-снижение балансировочного сопротивления;

-повышение несущих способностей аппарата, так как при балансировке.подъемные силы крыла и оперения направлены в одну сторону; это позволяет на 30-4D % уменьшить площадь

так как оперение смещает фокус не назад, а вперед. Это улуч­ шает маневренные качества аппарата;

- уменьшается опасность срыва потока с - крыла при больших углах атаки, так как срыв сначала наступает на оперении и нос аппарата опускается.

Благодаря этим достоинствам схема "утка" завоевала почти монополию в ракетостроении (особенно в классах "воздух-воздух" и "земля - воздух"). Наряду с этим схеме "утка" присущи и такие важные недостатки;

- затрудняется посадка, так как оперение находится вне

- 94 -

скоса потока от крыла, из-за чего пикирующий момент посадоч­ ной механизации не компенсируется уменьшением пикирующего мо­ мента оперения и возникает опасность "клевка" при посадке;

-большой дестабилизирующий момент длинной носовой части фюзеляжа и уменьшенный стабилизирующий момент вертикального оперения и з-за малого его плеча (длинный нос диктуется необ­ ходимостью ослабить влияние горизонтального оперения на работу крыла).

§ 29. УЛУЧШЕНИЕ ХАРАКТЕРИСТИК ПРОДОЛЬНОЙ УПРАВЛЯЕМОСТИ САМОЛЕТОВ С ПОМОЩЬЮ ПОЛУАВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Обеспечить приемлемые показатели управляемости только аэродинамической компоновкой и применением управляемого ста­ билизатора не представляется возможным.Управляемый стабилиза­ тор значительно улучшает эффективность управления на сверхзву­ ковой окорости, но одновременно с этим делает его чрезмерно эффективным на дозвуковых скоростях при больших скоростных напорах. Непроизвольное отклонение стабилизатора на небольшой угол вызывает сильное изменение параметров движения, а попыт­ ка исправить их вызывает опаоную раскачку самолета.

Для улучшения характеристик продольной управляемости на сверхзвуковых самолетах применяется необратимая система бус-

менно АРУ регулирует передаточное отношение от пучки к стаби­ лизатору; при малой скорости или большой высоте полета - боль­ шое передаточное отношение (исполнительный механизм АРУ "боль­

- 96 -

Для снятия нагрузки с ручки управления имеется механизм триммерного эффекта, позволяющий без усилий летчика удерживать ручку в отклоненном от нейтрали положении.

АРУ состоит из управляющего блока, исполнительного механи­ зма и указателя положения автоматики.

Управляющий блок имеет связанные с ПВД датчики скорост­ ного напора и высоты. Исполнительный механизм имеет электро­ двигатель, изменяющий длину плеч и Нг , каждое из которых может быть "большим" или "малым".Указатель положения автома­ тики имеет шкалы "скорость " и "высота".

Управляющий блок в соответствии со скоростным напором

ется.' С подъемом на высоту при одном и том же скоростном на­ поре загрузка ручки уменьшается, а передаточное число на ста­ билизатор увеличивается с таким расчетом, чтобы при одинако­ вой загрузке ручки "расход стабилизатора" увеличивался, так

о019 ’ И с(М

Контроль правильности работы автоматики ведется путем сличения показаний на указателе с показаниями основных при­

ное ручное перемещение исполнительного штока на нужное плечо. На некоторых самолетах с целью "выправления" балансировоч­ ной диаграммы усилий и повышения безопасности полета при раз­ гонах и торможениях применяются а в т о м а т ы б а л а н -

-97 -

си р о в к и , которые воздействую? на стабилизатор и устраня­ ют провал диаграммы (см.рис. 3.13, пунктир).

§30. БОКОВАЯ СТАТИЧЕСКАЯ УСТОЙЧИВОСТЬ

По методическим соображениям боковую устойчивость принято делить на ПУТЕВУЮ (флюгерную) - устойчивость относительно ос*

женной в боковом фокусе позади ЦТ. Он обеспечивается килем и хвостовой частью фюзеляжа. Носовая часть его ослабляет.

аппарат стремится сохранить не направление полета, а только веданный угол окольжения. Направление же выдерживает летчик.

тем интенсивно уменьшается, так как эффективность вертикального оперения резко снижается. При увеличении угла атаки флюгерная устойчивость тоже быстро уменьшается, так как эффективность вертикального оперения в этом случае снижается из-за попа­ дания его в аэродинамическую "тень" фюзеляжа (рис.3.6 а ).

Под поперечной устойчивостью понимается тенденция лета­

- 99

поперечном отношении аппарата возникает периодическое колеба­ ние в виде рысканий и раскачиваний с крыла на крыло. Рас­ смотрим случай, при котором по какой-то причине нарушено путе­ вое равновесие и аппарат начал поворачиваться, например, впра­

При этом появится моменты Му и М^. , которые снова будут действовать аналогично рассмотренному, только в другом направ­ лении (рис. 3.21, справа).

В результате получается периодическое рысканье и раска­