Продольный момент
Для анализа характеристик продольной устойчивости рассмотрим характерные точки зависимости тг (а). Для удобства рассуждений введем понятие узловая точка.
Узловая точка — это значение угла атаки, на котором аппарат совершает установившийся полет. Это значит, что аппарат сбалансирован (пи ш 0) и устойчив (ml < 0). Если какое-либо внешнее возмущение выведет его из этой узловой точки, то появившийся продольный момент будет возвращать аппарат в исходное положение. Эта точка как бы притягивает аппарат к себе. Узловую точк*’ в летном диапазоне углов атаки будем называть главной узловой точкой.
Главная узловая точка мотодельтаплана Т-2М при определенном положении ручки управления находится на а ■ 17е. Положение этой точки существенно зависит от положения центра масс (ручки управления). Например, при отклонении ручки управления вперед центровка смещается назад. При этом главная узловая точка смещается на большие углы атаки, и аппарат сбалансируется на меньшей скорости.
Имеется вторая узловая точка на а — -28*. Это соответствует перевернутому положенню аппарата. В этой точке теоретически воз* можно установившееся движение близкое к отвесному пикированию, хотя практически его осуществить невозможно: пилот просто упадет на крыло сверху.
Имеются еще две точки а ■ -12* и а — -140*, где т* ■ 0, а > 0. Эти точки характеризуют режим неустойчивого полета. В самом деле, если угол атаки аппарата, сбалансированного на этом режиме, под действием внешнего возмущения изменится, то появившийся продольный момент будет вращать его в сторону от исходного режима полета (как показано в разделе 1.2.).
Здесь наиболее важную роль играет точка на а = -12е, лежащая в зоне безотрывного обтекания. Если под действием какого-либо возмущения аппарат вышел на угол а < -12е, то появившийся отрицательный момент будет вращать его в сторону дальнейшею уменьшения угла атаки. Эта точка играет большую роль в затягивании дельтаплана в кувырок, поэтому назовем ее анК — углом атаки начала кувырка.
Еще одна характерная точка определяется при Су = 0 — это mZo• Эта величина является важной характеристикой продольной устойчивости летательного аппарата. При изменении центровки mzo не изменяется. Если mZo ^ 0, то такой аппарат имеет неудовлетворительные характеристики статической устойчивости и является опасным. У крыла Т-2М mzo = 0.15, что обеспечивает очень большую (даже чрезмерную) статическую устойчивость иа больших скоростях.
На отрицательных углах атаки имеется участок кривой, где mz < 0 ( а — -12* — г — -28°) с характерным изгибом, который называется «отрицательная ложка», в отличии от «ложкн» на больших положительных углах атаки, имеющейся у некоторых схем самолетов. Как будет показано ниже, эта «отрицательная ложка» может провоцировать дельтаплан на вход в ку’вырок.
Подводя итог анализу продольных характеристик крыла Т-2М, можно отметить, что это крыло имеет удовлетворительные характеристики продольной устойчивости. Имеющаяся «отрицательная ложка» расположена достаточно далеко от эксплуатационных режимов полета, к тому же мала по величине и протяженности и не является опасной. Крыло имеет высокую степень продольной устойчивости (тг0 * 0.15). Летные испытания этого крыла полностью подтверждают этот вывод.
Там же на рис. 4.2-1 приведены характеристики экспериментального крыла Т-Х. Зависимости Суа> СХа (с*) практически не отличаются от характеристик Т-2М, а характеристики продольного момента имеют существенные отличия:
• тго < 0, что характеризует неудовлетворительную статическую устойчивость крыла,
• имеется значительная «отрицательная ложка* , расположенная в диапазоне а ш 2* + -70*,
• угол атаки начала кувырка равен 2*, что очень близко к эксплуатационным углам атаки.
Такие неблагоприятные характеристики продольного момента делают полет на этом аппарате крайне опасным.