Вход в кувырок на большой скорости
Как было показано в разделе 4.2., мотодельтаплан Т-Х обладает неудовлетворительными характеристиками продольной устойчивости на малых н отрицательных углах атаки (тго < О, <*нк ш 2й и имеется большая «отрицательная ложка»). Площадь с отрицательным продольным моментом превышает площадь с положительным моментом более чем в три раза. Налицо необходимые н достаточные условия для кувырка этого аппарата, особенно на большой скорости.
Расчетные исследования показали, что полет этого мотодельтаплана на большой скорости очень опасен: всякое неосторожное отклонение ручки управлення приводит к кувырку.
Рассмотрим поведение аппарата, сбалансированного иа скорости 90 км/ч, при небольшом отклонении «на себя» ручки управления.
Аппарат опускает нос с нарастающей скоростью и входит в кувырок. На рис. 4.4-1 показано изменение угла атаки, таигажа и угловой скорости на начальном этапе входа в кувырок.
Рис. 4.4-1. Вход в кувырок мотодельтаплана Т-Х поем отклонения «на себя• ручки управления — дельтаплан «Тайфун» |
Сразу после отклонения ручки параметры движения практически ие изменились. В течении первой секунды происходит плавное уменьшение перегрузки н тангажа (нос аппарата начал опускаться). Если специально ие готовиться к этому режиму, то пилот может ие ощутить приближения катастрофы. Здесь еще сохраняется возможность избежать ее. Подъемная сила положительная, и управление аппаратом прямое. Можно рекомендовать пилоту энергично отдать ручку управления «от себя», чтобы прекратить опускание носа вниз. При этом пилот не должен допускать резкого взмывания аппарата, потому что здесь кроется другая опасность, которую мы рассмотрим ниже.
После первой секунды движение носит необратимый характер. Аппарат проскакивает угол атаки начала кувырка, после которого начинает действовать момент на пикирование. Происходит быстрое изменение всех параметров. Это уже режим неуправляемого движения — кувырка. Действительно, подъемная сила здесь отрицательная, и для создания кабрирующего момента на вывод из кувырка требуется обратное движение, т. е. взять ручку управления «на себя*, причем, движение должно быть энергичным и глубоким. Но в том то все и дело, что на большой скорости ручка управления практически полностью взята «иа себя», й запаса хода нет.
Угловая скорость резко увеличивается, перегрузка и тангаж крыла бистро уменьшаются, пилот теряет ориентировку в пространстве и способность совершать осмысленные действия.
Уже через 2 с после начала «дачи* аппарат выходит на режим самовращения, причем, угловая скорость достигает 360*/сек, вертикальная перегрузка изменяется в пределах ±2.5, а траектория близка к отвесной. Можно отметить, что при установившемся кувырке скорость падения изменяется незначительно и колеблется около некоторой величины, называемой скоростью кувырка. Эта скорость для Т-Х составляет около 80 км/час, т. е. скорость встречи мототележки с землей велика и в некоторой степени зависит от фазы вращения. Если скорости V и V0Kp мототележки совпадают по направлению, то они суммируются, и результирующая скорость больше 80 км/час, если имеют противоположное направление, то вычитаются. Оценим это изменение.
Для Т-Х :
Wt — 2 л ] /с (1 об/с)
и У тел — 0.5 м (Расстояние от центра масс всего аппарата до центра масс мототележки).
Уокр = Wz * Утгл — 2 * 3.14 * 0.5 = 3.14 м/с — 10 км/ч.
На этом же рисунке нанесены значення V и а>2 реального кувырка, происшедшего с пилотом (см. раздел 4.1.). Характер этих зависимостей хорошо совпадает, что свидетельствует о правильном моделировании этого явления.