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 .