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.