Остойчивость взлета
Поперечная остойчивость при взлете не имеет того значения, какое она имеет при плавании гидросамолета. Необходимая поперечная остойчивость, которая достигается, как мы это видели, различными вспомогательными средствами, с момента выхода на редан появляется автоматически, благодаря воздействию гидродинамических сил и, кроме этого, на больших скоростях движения за критической скоростью на остойчивость оказывают влияние и аэродинамические силы.
Продольная же остойчивость требует специального рассмотрения.
При разбеге гидросамолет находится в равновесии под действием следующих сил (рис. 75);
G — вес гидросамолета,
Рк — подъемная сила крыльев,
Р0—подъемная сила оперения,
Ф — тяга винта,
А — вертикальная составляющая сопротивления воды,
W—горизонтальная составляющая сопротивления воды,
Q — воздушное сопротивление, г — сила инерции. .
При начале разбега тяга винта и реакция сопротивления воды образуют пикирующий момент, который у некоторых лодок еще увеличивается подсасыванием, получающимся у форштевня. Поэтому некоторые гидросамолеты имеют диферент на нос при критической скорости во время разбега; это, конечно, дает увеличенную против нормальной величину водяного сопротивления. Диферент на нос в этих случаях может быть уменьшен действием рулей высоты.
Однако действие рулем высоты затрудняет отрыв, увеличивает водяное и воздушное сопротивления, так как вызывает увеличение угла атаки.
Для лучшего отрыва стараются центр величины сдвинуть так, чтобы гидросамолет плавал с приподнятым носом; тогда он автоматически при разбеге примет нужный диферент.
По мере увеличения скорости разбега гидродинамические силы возрастают, и под их действием диферент гидросамолета изменяется; одновременно гидростатические силы уменьшаются и оказывают все меньше и меньше влияния на положение гидросамолета. Если вертикальная составляющая сопротивления воды находится на одной линии с центром тяжести гидросамолета, то диферент гидросамолета во время разбега останется неизменным (рис. 76). ‘
‘ При положении ЦТ сзади редана вертикальная составляющая сопротивления воды создает кабрирующий момент и вызывает необходимость при разбеге большого отклонения руля высоты ‘ и еще большее увеличение водяного сопротивления (рис. 77).
Совершенно ясно, что момент от действия руля высоты при этих сравнительно еще небольших скоростях должен получиться достаточной величины, чтобы противодействовать пикирующим моментам гидродинамического сопротивления.
Эффективность работы рулей высоты по • американским исследованиям разбега гидросамолетов с различными положениями рулей изображена на рис. 78, причем во всех случаях дается изменение диферента гидросамолета.
Рис. 78. Характеристика поведения лодочного гидросамолета при взлете: а — активное управление ручкой; б — ручка отклонена назад |
Из диаграммы видно, что влияние рулей сказывается вскоре после начала разбега, особенно если они расположены в струе винта. Перед выходом на редан рули могут дать продольные раскачивания самолета, а во время бега на редане изменять диферент в значительных пределах.
Гидросамолет, имеющий хорошие обводы и правильную центровку, совершает разбег без участия рулейуи лишь иногда необходимо искусственное раскачивание для облегчения выхода на редан и легкого подрыва при отрыве от воды.
При скольжении на редане (гидропланаже) может случиться, что самолет оторвется от воды раньше, чем достигнет взлетной скорости; тогда он снова касается воды (барс), при этом все его части испытывают значительные перегрузки, а иногда при потере скорости самолет может скользнуть на крыло и упасть в воду.
Барсы могут быть вызваны также продольным колебанием — наличием волн, особенно если период колебаний гидросамолета совпадает с волновыми ударами, а также неправильными действиями летчика, раскачавшего гидросамолет или прижавшего сильно носовую часть лодки (дал ручку многощт себя).
Тот же эффект получается, если ЦТ гидросамолета оказался выдвинутым слишком вперед относительно редана (рис. 79), или фюзеляж расположен неправильно относительно поплавков, или, наконец, моменты действующих сил и реакции дают невыгодный диферент.
Рис. 79. Ценгр тяжести гидросамолета вынесен относительно редана слишком вперед |
Неправильно выбранная форма лодки, а особенно слишком большая реданная поверхность, дающая повышенный гидродинамический эффект, может создать постоянное стремление гидросамолета к барсам при разбеге.
Устранить это стремление в зависимости от его причины 4 можно или при помощи перемещения ЦТ, или правильной работой рулями.