Центровка самолета
Расстояние от центра тяжести до начала средней аэродинамической хорды (САХ), выраженное в процентах ее длины, называется центровкой самолета (Рис.12.3).
где xТ - расстояние от центра тяжести до носка САХ, м(мм);
bСАХ - длина САХ, м(мм).
Рис.12.3 Положение центра тяжести самолета
При изменении загрузки самолета, при изменении полетного веса самолета меняется положение центра тяжести, следовательно, меняется и центровка самолета.
Перемещение грузов внутри самолета в полете также сказывается на положении центра тяжести. При размещении грузов в носовой части самолета центровка становится более передней, размещение грузов в хвостовой части смещает центровку назад, она становится более задней. Центровка является важной характеристикой самолета, связанной с его балансировкой, устойчивостью и управляемостью. Поэтому для каждого самолета назначается разрешенный диапазон центровок.
Изменение центровки от размещения дополнительного груза можно рассчитать следующим образом. Например, если на самолете весом G с центровкой xТ добавляется груз весом ∆G, новое положение центра тяжести определяется по формуле:
∆х
=
,
где х - смещение центра тяжести, l- расстояние от груза до центра тяжести.
Необходимо следить, чтобы новая центровка не выходила из диапазона эксплуатационных центровок, предусмотренных Инструкцией по эксплуатации данного самолета.
Предельные центровки. Предельно передней центровкой называется центровка, при которой самолет может выйти на посадочный угол атаки с данным отклонением руля высоты.
У современных самолетов предельно передняя центровка лежит в пределах 10-20% САХ.
Средством, позволяющим применять более переднюю центровку, служит управляемый в полете стабилизатор.
Предельно задняя центровка назначается, исходя из требований достаточной устойчивости самолета. Это зависит от предельного положения фокуса самолета.
Центр тяжести должен располагаться впереди фокуса. Если центр тяжести и фокус совпадают, центровка называется критической.
Разность между предельно задней и предельно передней центровками называется диапазоном центровок. Разность между критической и предельно задней центровками называется запасом центровки.
Средняя аэродинамическая хорда крыла
Положение центра тяжести самолёта ориентируется относительно средней аэродинамической хорды крыла.
Средней аэродинамической хордой крыла (САХ) называется хорда такого прямоугольного крыла, которое имеет одинаковые с данным крылом площадь, величину полной аэродинамической силы и положение центра давления (ЦД) при равных углах атаки (Рис. 12.4).
Рис. 12.4 Средние аэродинамические хорды крыльев
Координаты САХ для каждого самолета определяются в процессе проектирования и указываются в техническом описании. Сама хорда наносится на чертеж общего вида самолета, см. рис. 12.3.
Зная величину и положение САХ на самолете, относительно нее определяется положение центра тяжести самолета, центра давления крыла фокуса и т. д.
Положение центра тяжести и центра давления, как правило, не совпадают. Поэтому образуется момент аэродинамической силы крыла относительно центра тяжести. Величина этого момента зависит от величины силы и расстояния между ЦТ и центром давления. Их положение определяется расстоянием от начала САХ, выраженное в линейных величинах или в процентах длины САХ.
Задача: Определите величину и положение САХ стреловидного крыла, размах которого l=40м, bкор=6м, bконц=2м.
Задача: Определите изменение центровки самолёта, если в полёте было выработано 10000 кгс топлива из бака, расположенного перед центром тяжести самолёта на расстоянии 1,5м от него. Начальный вес самолёта 40000 кгс. Начальная центровка Хт= 25%, длина САХ bcax = 4м.
Занятие №22