САМОЛЕТА

§ I. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ и ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Пусть самолет сбалансирован на определенном установив­шемся режиме полета. Под устойчивостью самолета пони­мается его способность самостоятельно, без вме­шательства летчика возвращаться к этому исходному режиму после случайного’ возму­щения.

Движение самолета после случайного возмущения может иметь, как известно’, различный характер. На фиг. 13. 1 показаны различные типы возмущенного движения. По оси абсцисс от­ложено время, по оси ординат какой-нибудь параметр х, харак­теризующий режим: угол атаки или скольжения, скорость, угол тангажа, крена, рысканья и т. д. Самолет может возвращаться к исходному режиму без колебаний (кривая а). В этом случае говорят об апериодическом движении устойчивого самолета. Он может возвращаться к исходному режиму путехМ колебательного движения (кривая б). Самолет в этом случае также устойчив. Неустойчивый самолет может ухо­дить от исходного режима путем колебаний (кривая в) или без колебаний (кривая г). В этих случаях говорят о колеба­тельной и об апериодической неустойчивости. На границе между устойчивыми и неустойчивыми находятся нейтральные самолеты.

Из теории колебательного движения известно, что в случае колебательного процесса при малых возмущениях отклонение любого параметра х, определяющего режим полета, от началь­ного значения Хо, определяется формулой

Ьх = х—x0 = Aet’x cos (сот + а) = AeZz cos ^2тг + аj > (13. 1)

где С—декремент затухания;

Т — период колебания;

со—круговая частота колебаний;

А, а—постоянные величины.

Амплитуда колебательного процесса меняется по закону AeZl. Этот закон показан на фиг. 13. 1 пунктирными линиями. Если С<0, амплитуды стремятся к нулю и самолет устойчив. Если С>0, амплитуды возрастают и самолет неустойчив.

Величина СГ = —, равная натуральному логарифму OTHO-

CD

шения двух последовательных амплитуд, называется лога- рифмическим декрементом.

В случае апериодического движения о>=0 изменение любого параметра описывается формулой

8 х = х — х0 = Аес (13.2)

В этом случае опять при С<0 самолет устойчив, при С>0— неустойчив.

Возмущенное движение самолета складывается из ряда про­стейших типов движения, которые в реальном движении накла­дываются друг на друга и чистота этих типов нарушается. Иногда по первым этапам движения легко спутать его слагающие типы. Например, если складываются быстро затухающее колебатель­ное движение с медленно затухающим апериодическим, вначале может получиться движение с одним-двумя колебаниями, пока колебательное движение не затухнет настолько, что останется одно апериодическое.

Теоретический анализ показывает, что при малых возмуще­ниях боковое движение самолета, характеризуемое параметрами 3 (угол скольжения), у (угол крена), ^ (угол рысканья), ыу (угловая скорость рысканья) и о* (угловая скорость крена) отделяется от продольного движения, характеризуемого парамет­рами V (скорость самолета), а (угол атаки), 0 (угол тангажа) и (угловая скорость тгнгажа). Поэтому можно говорить от­дельно о продольном движении (продольная устойчи­вость и управляемость) и о боковом движении (бо­ковая устойчивость и управляемость).

Следует различать устойчивость при зажатом управлении, когда летчик держит органы управления (рули и элероны) неподвижно, и устойчивость при бро­шенном управлении, когда летчик не препятствует дви­жению органов управления.

Под управляемостью понимается способность самолета переходить на дру г ой реж им полета при активном действии летчика. Эта способность характеризуется, во-первых, величиной усилия, которое необходимо приложить к органам управления (ручке, штурвалу, педалям), и, во-вторых, быстротой перехода от одного режима к другому.