Виды продольного движения

Собственное продольное возмущенное движение. Рассмотрим собственное продольное движение самолета, сформировавшееся в результате кратко­временного отклонения руля высоты. Это приведет к появлению прироста нормальной силы на горизонтальном оперении АУ, которая создаст на плече Lr 0 управляющий аэродинамический момент тангажа Mz5 согласно (1.34). ‘

Под действием этого момента самолет начнет поворачиваться отно­сительно поперечной оси 02 и, следовательно, менять угол тангажа и и угол атаки а. Увеличение угла атаки вызовет приращение нормальной силы АУ, которая создаст стабилизирующий статический момент тангажа по углу атаки Мж согласно (1.28), направленный на устранение появивше­гося приращения угла атаки. Под действием момента Мш самолет начнет поворачиваться относительно поперечной оси О2 в обратную сторону и угол атаки будет уменьшаться.

Вращение самолета относительно оси 02 вызовет появление демп­фирующего момента тангажа и момента тангажа Мй, обусловленного запаздыванием скоса потока согласно (1.28), направленных против враще­ния самолета. Поэтому в тот момент, когда самолет возвратится к перво­начальному углу атаки, угловая скорость тангажа сог будет еще велика и самолет проскочит это положение. Тогда приращение угла атаки станет отрицательным. Направленное вниз приращение нормальной силы АУ создаст кабрирующий момент и все три момента Мж, М^, будут тормозить вращение самолета. Когда опускание носа прекратится, момен­ты mzov М/й станут равными нулю, но самолет под действием стабилизи­рующего момента Mza вновь начнет поднимать нос.

Такой процесс повторится и после нескольких колебаний благодаря действию указанных моментов самолет практически возвратится в ис­ходное положение равновесия, т. е. к первоначальным углам атаки и танга­жа. Этот процесс происходит довольно быстро, поэтому продольное движение самолета по угловой скорости тангажа coz, углу атаки а и углу тангажа и называют быстрым продольным. Если это движение к тому же еще и быстро затухает, то его называют короткопериодическим.

Короткопериодическое движение происходит относительно центра масс самолета без заметного изменения скорости и обычно заканчивается в течение нескольких секунд.

Вынужденное продольное возмущенное движение. Рассмотрим вынуж­денное продольное движение самолета, сформировавшееся в результате длительного отклонения руля высоты. Это приведет к появлению прироста нормальной силы на горизонтальном оперении АУ и управляющего аэро­динамического момента Mzg. Самолет будет реагировать на управляющее воздействие появлением стабилизирующего момента тангажа по углу атаки Mz0, демпфирующего момента тангажа и момента тангажа, обуслов­ленного запаздыванием скоса потока Mzd. ‘Вначале процесс будет разви­ваться аналогично рассмотренному процессу собственного продольного возмущенного движения. Однако закончится он лишь тогда, когда после нескольких колебаний стабилизирующий момент Мш уравновесит управ­ляющий момент Mz5, что может произойти при новом значении угла атаки, отличающемся от первоначального на угол Да и пропорциональном отклонению руля высоты летчиком Л5В. При этом самолет вновь будет сбалансирован и точкой приложения подъемной силы вновь станет центр масс самолета. Рассмотренный процесс будет происходить довольно быст­ро, поэтому вынужденное продольное возмущенное движение самолета на начальном этапе называют быстрым, а при наличии затухания-коротко­периодическим.

Изменение угла атаки на величину Да вызывает изменение силы лобово­го сопротивления на величину Хаа согласно (1.10). Это, в свою очередь, приводит к тому, что начинает меняться скорость самолета. Уменьшение скорости на величину AV вызывает уменьшение подъемной силы на величину ДУа. Самолет начнет снижаться, увеличивая скорость. Колеба­тельное движение самолета в вертикальной плоскости при практически неизменном угле атаки, связанное с изменением скорости V, является медленным продольным движением. Если это движение затухает, то его называют длиннопериодическим.

Длиннопериодическое движение является движением центра масс само­лета и обычно заканчивается в течение десятков или сотен секунд. Длинно­периодическое движение может проявиться не только при вынужденном, но и при собственном продольном возмущенном движении. Однако в этом случае оно не так явно заметно.

Изменение угла атаки приводит, кроме того, к изменению угла наклона траектории на величину Д0. Таким образом проявляется продольное траекторное движение самолета по высоте и пройденному расстоянию L.