Влияние центровки на продольный момент

Дельтаплан — это летательный аппарат с балансирным спосо­бом управления, которое осуществляется путем изменения положе­ння центра масс. По сравнению с самолетом это изменение суще­ственно больше, так у мотодельтаплана центр масс при выполнении различных маневров изменяется в диапазоне 35% САХ крыла, а у дельтаплана это изменение доходит до 70%. Следует отметить, что у самолетов центровка изменяется от 5% у одноместных, до 15% у транспортных, да и та определяется загрузкой, а в полете прак­тически не изменяется.

Такое большое изменение положения центра масс дельтаплана оказывает существенное влияние на характеристики продольной ус­тойчивости. Рассмотрим некоторые особенности.

■11

При изменении положення центра масс зависимость тх(а) из­меняется, и новое значение момента определится по формуле:

тх — ши — Су (х71 — хт2) + Сх (уті — УтзЛ 4.2-а

здесь Су И Сх — текущие коэффициенты нормальной и продольной аэродинамических сил в связанной системе координат. Пересчет коэффициентов сил из скоростной в связа’ ную систему координат производится по формулам:

Су ■* Суа * cos се + СХа * sin а,

Сх ■ Сха * cos а — Суа * sin а 4.2-6

Рассмотрим влияние смещения центровки вдоль осей ОХ и О У.

Смещение центровки вдоль оси ОХ

Это смещение имеет место при обычном управлении, при этом центровка по оси OY практически не изменяется. С учетом 4.2-6 формула 4.2-а примет вид:

пг2 * mzJ — (Суа * cos а + Сха * sin и) * (%/ — хтг).

Рассмотрим зависимость тг (се) мотодельтаплана Т-2М при изменении положения центра масс в широком диапазоне (рис. 4.2.3-1).

Рис. 4,2.3-ї. Коэффициент момента тангажа мотодельтаплана, Т-2М при смеиуении центра масс по оси ОХ: у? ш — О 74

Когда пилог отклоняет ручку управления «от себя», центр иасс смещается назад (Хт ■ 0.7), и новому положению цеитра масс соответствует кривая 2. Кривая как бы повернулась вокруг точки wz0, и главная узловая точка сместилась на а.2. При этом ухудша­ются характеристики устойчивости на отрицательных углах атаки: появилась «отрицательная ложка», и уменьшился угол атаки начала кувырка. Так как изменение центровки у дельтаплана значительное, то трудно избежать этого ухудшения характеристик, следовательно предрасположенность дельтаплана к кувырку заложена в самой ком­поновке аппарата.

При взятии «на себя» ручкн управления центр масс смещается вперед, и новому положению соответствует кривая 3. В этом поло­жении отсутствует «отрицательная ложка», а вместе с ней и угол атаки начала кувырка, т. е. отсутствуют начальные условия входа в кувырок. Это очень важный вывод, определяющий действия пилота в опасной ситуации.

С другой стороны можно заметить, что при любом смещении центра масс по оси ОХ соотношение площадей с отрицательным и положительным моментами практически не меняется. Как будет показано в разделе 4.4, это не изменяет условий самовращения дельтаплана.

Смещение центровки вдоль оси OY

Влияние смещения центровки по вертикали сказывается более сложным образом. Если хт і ■ хтг, то формула 4.2-а примет вид:

тгз ■ mti + (СХа * cos а — Суа * sin а) * (ут/ — yTj). 4.2-г

Здесь соотношение между двумя слагаемыми Сха * сosa и Суа * sin а определяет знак и величину приращения момента тангажа.

На рис. 4.2.3-2 приведены зависимости mt (а) при различном по высоте положении центра масс мотодельтаплана Т-2М.

Рассмотрим три положения центра масс: нормальное (кривая 1), пилот находится в плоскости крыла (кривая 4) и пилот находится иа мачте крыла (кривая 5). Эти гипотетические варианты нам по­надобятся для лучшего понимания причин кувырка.

Рис. 4.2.3-2. Коэффициент момента тангажа мотодельтаплана Т-2М при смещении центра масс по высоте: Хт “ 0.34

При поднятии центра масс кривая смещается вверх, как бы поворачиваясь вокруг двух полюсов, расположенных в районе а — =±10 Как будет показано в разделе 4.4 это существенным образом влияет на склонность дельтаплана к кувырку.