5 Вопрос

Перегрузка (авиация)

Перегру́зка — это отношение подъёмной силы^[1] к весу самолёта. Перегрузка — безразмерная величина, однако часто единица перегрузки обозначается так же, как ускорение свободного падения, g. Перегрузка в 1 единицу (или 1g) означает прямолинейный полет, 0 — свободное падение или невесомость. Если самолёт выполняет вираж на постоянной высоте с креном 60 градусов, его конструкция испытывает перегрузку в 2 единицы.

Допустимое значение перегрузок для гражданских самолётов составляет 2,5. Обычный человек может выдерживать перегрузки до 5^{[источник не указан 601 день]}. Тренированные пилоты в антиперегрузочных костюмах могут переносить перегрузки от −8…−10 до 12 ^[2]. Сопротивляемость к отрицательным, направленным вверх перегрузкам, значительно ниже. Обычно при −2…−3 в глазах «краснеет» и человек теряет сознание из-за прилива крови к голове.

Перегрузка — векторная величина, направленная в сторону изменения скорости. Для живого организма это принципиально. При перегрузке органы человека стремятся оставаться в прежнем состоянии (равномерного прямолинейного движения или покоя). При положительной перегрузке (голова-ноги) кровь уходит от головы в ноги. Желудок уходит вниз. При отрицательной-кровь подступает в голову. Желудок может вывернуться вместе с содержимым. Когда в неподвижную машину врезается другое авто — сидящий испытает перегрузку спина-грудь. Такая перегрузка переносится без особых трудностей. Космонавты во время взлёта переносят перегрузку лёжа. В этом положении вектор направлен грудь-спина, что позволяет выдержать несколько минут^{[источник?]}. Противоперегрузочных средств космонавты не применяют. Они представляют из себя корсет с надуваемыми шлангами, надувающимися от воздушной системы и удерживают наружную поверхность тела человека, немного препятствуя оттоку крови.

Примерные значения перегрузок, встречающихся в жизни
Человек, стоящий неподвижно	0
Пассажир в самолёте при взлёте	1,5
Парашютист при приземлении со скоростью 6 м/с	1,8
Парашютист при раскрытии парашюта (при изменении скорости от 60 до 5 м/с)	5,0
Космонавты при спуске в космическом корабле «Союз»	до 3,0—4,0
Лётчик спортивного самолёта при выполнении фигур высшего пилотажа	от −8…−10 до +12
Перегрузка (длительная), соответствующая пределу физиологических возможностей человека	8,0—10,0
Наибольшая (кратковременная) перегрузка автомобиля, при которой человеку удалось выжить[3][4]	179,8

6 Вопрос

Системы Координат

летательного аппарата — правые прямоугольные системы координат, используемые при решении задач динамики полёта, а также для описания геометрических характеристик самолётов. Основными С. к., используемыми в динамике полёта, являются С. к., в которых описывается движение летательного аппарата в какой-либо точке пространства без учёта перемещений по траектории, то есть подвижные, движущиеся с летательным аппаратом С. к. Начала всех таких С. к. располагаются в характерной точке летательного аппарата, как правило, в центре масс. К числу подвижных С. к. относятся: связанная, скоростная, полусвязанная, связанная с пространственным углом атаки. Связанная С. к. (OXYZ) — подвижная С. к., ось OX которой расположена в плоскости симметрии летательного аппарата или параллельно ей, если начало координат O помещено вне плоскости симметрии, и направлена вперёд от хвостовой к носовой части летательного аппарата. Ось OX называют продольной осью летательного аппарата. Направление её может быть различным: по оси фюзеляжа, по главным осям инерции летательного аппарата; выбор оси OX должен указываться. Ось OY расположена в той же плоскости, что и ось OX, и направлена к верхней части летательного аппарата. Её называют нормальной (вертикальной) осью летательного аппарата. Ось OZ — поперечная ось — направлена к правой части летательного аппарата, если смотреть вперёд по оси ОХ. Связанная С. к. наиболее часто употребляется для описания движения летательного аппарата в лётных испытаниях и в других исследованиях, где необходимо использовать данные измерительной аппаратуры или сигналы датчиков летательного аппарата, получаемых в связанной С. к. Скоростная С. к. (OXaYaZa) — подвижная С. к., ось OXа которой совпадает с направлением скорости летательного аппарата и называется скоростной осью. Ось OYa — ось подъемной силы — лежит в той же плоскости, что и ось OY связанной С. к. и также направлена вверх. Ось OZa — боковая ось — дополняет систему до правой так же, как и поперечная ось связанной С. к. Скоростную С. к. обычно используют при обработке экспериментальных результатов, полученных в аэродинамических трубах. Полусвязанная С. к. (OXeYeZe) подвижная С. к., ось OXe которой совпадает с проекцией скорости летательного аппарата на плоскость симметрии, ось OYe — с осью подъемной силы, а ось OZe — с поперечной осью. Эта С. к. широко используется при работе с экспериментально полученными аэродинамическими коэффициентами. Выбор этой С. к. в большей степени обусловлен особенностями измерения сил и моментов с помощью весов аэродинамических, устанавливаемых в аэродинамических трубах. Поэтому эту С. к. называют иногда экспериментальной (отсюда индекс «e» — от английского experimental). Взаимное положение связанной, скоростной и полусвязанной С. к. определяется углом атаки и углом скольжения. Связанная с пространственным углом атаки С. к. (OXпYпZп) — подвижная С. к., ось Xп которой совпадает с продольной осью ОХ. Ось OYп располагается в плоскости, содержащей продольную ось и вектор скорости летательного аппарата, а её направление противоположно проекции V на плоскость перпендикулярную продольной оси. Ось OZп дополняет систему до правой. Для определения ориентации летательного аппарата в пространстве используются также подвижные С. к., направления осей которых совпадают с направлением осей С. к., связанных с землей или траекторией движения летательного аппарата. Наиболее широко при этом используются нормальная и траекторная С. к. Нормальная С. к. (OXgYgZg) — подвижная С. к., ось OYg которой направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в рассматриваемой точке. Выбор осей OXg и OZg в различных задачах может осуществляться по-разному. Взаимное положение связанной С. к. и нормальной С. к. определяется углами рыскания, тангажа и крена. Траекторная С. к. (OXкYкZк) — подвижная С. к., ось OXк которой совпадает с направлением земной скорости Vк (скорости начала О связанной С. к. относительно какой-либо земной С. к.), ось OYк лежит в вертикальной плоскости, проходящей через ось OXк и направлена обычно вверх. Для описания движения летательного аппарата по траектории используются также земные С. к. (см. Навигационные системы координат). Инерциальная С. к. (OXиYиZи) — С. к. начало Oи которой помещается в некоторой точек пространства, либо перемещается с постоянной скоростью, а направление осей относительно звёзд неизменно. Земная С. к. (OX0Y0Z0) — С. к., начало и оси которой фиксированы по отношению к Земле и выбираются в соответствии с задачей. У нормальной земной С. к. (O0XgYgZg) ось O0Yg направлена вверх по местной вертикали, совпадающей с направлением силы тяжести в данной точке. Стартовая С. к. (O0XсYсZс) — С. к., начало O0 которой совпадает с характерной точкой (обычно центром масс) летательного аппарата в начальный момент движения, а направления соответствующих осей выбираются так же, как у нормальной земной С. к. Следует иметь в виду, что при переходе из одной С. к. в другую изменяются коэффициенты в уравнениях движения и другие соотношения. Перевод величин при этом осуществляется с помощью матриц преобразования. Для описания геометрических характеристик летательного аппарата используется базовая С. к. ORXRYRZR. В этой С. к. базовая плоскость ORXRYR — плоскость симметрии летательного аппарата, базовая точка OR выбирается на базовой плоскости, как правило, в центре масс, базовая ось ORXR лежит в базовой плоскости и направлена вперёд, ось ORYR направлена к верхней части летательного аппарата, а ось ORZR вправо, дополняя систему. Рассматриваются также базовые С. к. элементов летательного аппарата (фюзеляжа, крыла и др.). Обычно базовая С. к. фюзеляжа совпадает с базовой С. к. самолёта. В базовой С. к. крыла, как правило, за базовую плоскость принимают плоскость, содержащую центральную хорду крыла и перпендикулярную базовой плоскости самолёта. За рубежом широко распространены С. к. (XYZ) с иными направлениями осей. Например, оси OX и X совпадают, ось Y направлена по оси OZ, а ось Z направлена в направлении, противоположном оси OY. Это необходимо учитывать при работе с иностранной литературой, так как могут меняться значения и знаки в формулах и уравнениях.