ВЛИЯНИЕ МОМЕНТОВ РЫСКАНИЯ ОТ ОРГАНОВ ПОПЕРЕЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ НА ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ДВИЖЕНИЯ САМОЛЕТА

В общем случае органы поперечного управления само­летом кроме момента крена создают и момент рыскания, т. е. их эффективность характеризуется двумя производными и тS.

Соотношение между величинами этих моментов зависят от конкрет­ной конструкции органов поперечного управления и обычно за­висит от угла атаки. Например, для элеронов характерно создание на малых углах атаки так называемых подкручивающих моментов рыскания, а на умеренных и больших углах атаки — тормозящих моментов рыскания. Под подкручивающим моментом рыскания понимается момент, который, дополнительно увеличивая скольже­ние вследствие поперечной устойчивости самолета (т*<0), спо­собствует увеличению угловой скорости крена. Когда момент рыскания является подкручивающим, то выполняется соотноше-

с t

ние т э/т * < 0. Аналогично, под тормозящим моментом рыска-

ния понимается момент, препятствующий развитию угла сколь­жения и, следовательно, угловой скорости крена, и для него выпол-

А А

няется соотношение /%э/т^э > 0.

На рис. 23.1 приведены примеры изменены я производных моментов

А А

т°э и 171 у для ТРех типов наибо­лее распространенных органов по­перечного управления — элеронов, дифференциального стабилизатора и интерцепторов [46]. Из графи­ков, приведенных на рисунках, видно, что для всех трех типов органов управления характерно создание кроме моментов крена

Рис. 23.1. Примеры зависимостей соотно-

шения коэффициентов тхэ и туэ для раз­личных типов органов поперечного управ­ления:

а — зависимость соотношения от величины угла а гаки, отнесенной к углу атаки начала сваливанияасв; б — зависимость от числа М

при а ~ 0: — дифференциальны»»!

стабилизатор (косая ось вращения);————————

элероны; ——————- интерцепторы

Влияние моментов рыскания элеронов

моментов рыскания, причем соотношение этих моментов обычно зависит от угла атаки.

При анализе влияния моментов рыскания органов попереч­ного управления для иллюстрации основных свойств и особен­ностей ограничимся случаем, когда степень поперечной устойчи­вости самолета не зависит от угла атаки и будем считать, что

производные тхэ и т * также не зависят от угла атаки.

Определим связь между угловой скоростью крена и величиной отклонения элеронов в рассматриваемом случае. Воспользовав­шись соотношениями из табл. 9.1, получим выражения для угла скольжения в установившемся движении самолета, сбалансиро­ванного на угле атаки аб при отклонении элеронов на угол бэ:

ш“б + Л^ + ли<о;

(23.1)

Подставив выражение (23.1) в уравнение для моментов крена и сгруппировав члены при бэ, получим

> 0, а для критических скоростей крена выполняется соотношение сор < соа. В этом случае, из соотношения (23.2) следует, что вы­полняются следующие неравенства сор < сор и (oj < (так как множитель у скобки, из которой приближенно определяется величина соа, увеличился). Пример зависимости Дтх построен на рис. 23.2, а.

Для случая, когда соа < сор, из аналогичных рассуждений следует, что сор < сор и о>а > соа. В результате получим зависи­мость Дтх (сох), пример которой построен на рис. 23.2, б. Из сопоставления графиков на рис. 23.2, а и б видно, что характе­ристики поперечной управляемости самолета существенно зависят от соотношения критических скоростей крена йа и сор.

Рассмотрим случай, когда органы поперечного управления создают подкручивающие моменты рыскания, т. е. Дту Атх < 0. Соответствующие иллюстрации зависимости Дтх приведены на рис. 23.3, а, б. Из сопоставления графиков на рис. 23.2, а и 23.3, а

Рис. 23.2. Пример зависимости Атх от йх для органов поперечного управления, создающих «тормозящие» моменты рыскания (Lту1Атх > 0):

р ^ ша,’ и — Для *а <

Рис. 23.3. Пример зависимости Атх от (о* для органов поперечного управления, создающих «подкручивающие» моменты рыскания Ату/&тх < 0:

а — для top < соа: б — для 6)a < top

Рис. 23.4. Характерный вид зависимо­сти Дтх от (Ьх для положительных и отрицательных значений балансиро­вочного угла атаки самолета (ао)

и на рис. 23.2, б и 23.3, б соот­ветственно, видно, что соотно­шение &ту Дтх также весьма существенно влияет на харак­теристики поперечной управ­ляемости самолета.

Рассмотрим, как изменятся зависимости Дfhx (со,) для по­ложительных и отрицательных значений балансировочного угла атаки самолета. Изменение угла атаки приводит к изменению поло­жения нулей числителя выражения (23.2) относительно нулей зна­менателя, причем при аб > 0 нули числителя сближаются, а при аГ) <0 — расходятся. С учетом этого, получим, что зависимость Дтх (со,) приобретает вид, изображенный на рис. 23.4 как для случаев, когда органы поперечного управления создают тормозя­щие моменты, так и когда они создают подкручивающие моменты рыскания. На рисунках сплошными кривыми построены зависи­мости для осб > 0, а пунктирными кривыми — зависимости для аб < 0. Из графиков, приведенных на рис. 23.4, следует, что для балансировки самолета на положительном аб характерна зависимость поперечной управляемости, при которой имеется непрерывная связь между со, и 8Э при угловых скоростях, меньших первой критической, и отсутствуют режимы установившегося вращения при 8Э =■= 0 при угловых скоростях крена, больших второй критической скорости. Для балансировки самолета на аб < 0 характеристики поперечной управляемости существенно изме­няются, нарушается непрерывная зависимость Дт, (со,) на угло­вых скоростях крена, меньших первой критической, и появляются состояния установившегося движения на угловых скоростях, боль­ших второй критической скорости.

Расчеты показывают, что наличие тормозящих моментов рыскания у органов поперечного управления затягивает момент нарушения непрерывной связи Дтх (со,) на большие по величине отрицательные значения ссб по сравнению со случаем, когда органы поперечного управления создают подкручивающие моменты рыска­ния. С другой стороны, наличие тормозящих моментов рыскания приводит к появлению устойчивых состояний движения самолета при 6Э = 0 и со, больших второй критической скорости при мень­ших по модулю значениях отрицательного балансировочного угла атаки, чем в случае наличия подкручивающих моментов рыска­ния.