Путевая устойчивость

Под путевой (флюгерной) устойчивостью понимается способ­ность дельтаплана самостоятельно, без вмешательства пилота, про­тиводействовать измеиеиию угла скольжения. Если, например, под действием бокового ветра появился угол скольжения, то устойчивый дельтаплан будет самостоятельно уменьшать этот угол, поворачива­ясь навстречу ветру подобно флюгеру. Отсюда и вытекает название этого вида устойчивости.

Флюгерная устойчивость у дельтаплана определяется, в основ­ном, углом стреловидности крыла и углом атаки. Момент, стремя­щийся повернуть крыло по часовой стрелке прн виде сверху, будем считать отрицательным.

ту	01
«іуі

Таким образом при накренеиии правого полукрыла вниз угол скольжения положительный (fii), а появившийся пуіевой момент (туї) — отрицательный. Такая характеристика определяет устойчи­вый по пути дельтаплан, т. е. выполняется условие:

Чем больше по абсолютной величине ту, тем выше путевая устойчивость дельтаплана. Следует обратить внимание на условность термина «путевая устойчивость». Дельтаплан сохраняет нулевой угол скольжения, а не направление полета.

Следует заметить, что боковое движение представляет собой сложный процесс, где кроме характеристик боковой устойчивости и управляемости необходимо учитывать и другие характеристики: де­мпфирование и спиральные моменты.

Рассмотрим кратко физическую сущность этих характеристик. Общим является то, что они появляются только при вращении дель­таплана, пропорциональны угловой скорости и направлены против его вращения.

Коэффициент момента демпфирования крена у дельтап­лана значительный, так как дополнительная скорость от вращения относительно оси ОХ направлена перпендикулярно плоскости крыла. Момент демпфирования рыскания, напротив, близок нулю, так

как вращение вокруг оси OY происходит в плоскости крыла.

ся момент относительно другой оси. Из перекрестных моментов можно выделить моменты крена (т£у * (оу) и рыскания (тух * сиж).

Сущность перекрестного момента крена заключается в том, что при вращении дельтаплана вокруг оси QY консоли полукрыла имеют разную скорость: на опережающем полукрыле скорости обусловлен­ные его вращением и поступательная складываются, а на отстаю­щем — вычитаются. Следствием этого является увеличение подъем­ной силы иа опережающем крыле и уменьшение иа отстающем.

Это приводит к появлению момента, стремящегося накренить дельтаплан в сторону отстающего полукрыла. Так как Этот момент способствует входу дельтаплана в движение по сНнрали, то его еще называют спиральным моментом крена.

При вращении дельтаплана вокруг оси ОХ изменяются углм атаки на полукрыльях: у опускающегося полукрыла оик увелйчйва — ются, у поднимающегося — уменьшаются. Возникающие дополик — тельные продольные силы создают перекрестный момент рыскания

(От

ту *

Моменты инерции 1Х и 1у играют существенную роль в про­цессах бокового движения. У дельтаплана они близки по величине.

На рис. 5.2-1 представлены основные характеристики боковой устойчивости мотодельтаплана Т-2М. Эти характеристики зависят не только от угла скольжения, но и от угла атаки. Поскольку зависимости тх, туф) в диапазоне эксплуатационных углов сколь­жения имеют линейный характер, здесь представлены не сами мо­менты, а их производные в зависимости от угла атаки.

-.000ъ

т’у

5.3. физическая ЩЦЩЩ^ЩЗЩТПЯ вокоррп} ДВИЖЕНИЙ ТИПА 4ШцАМЩИ$ ІИ А г» .

Совместное влияние моментов путевой и поперечной устойчи­вости характеризует боковую устойчивость дельтаплана и определяет его боковое движение. Рассмотрим развитие этого движения.

Пусть на дельтаплан, выполняющий прямолинейный полет, подействовал с правой стороны боковой Ьетер, в результате чего возникает скольжение на правое полукрыло (угол скольжения по­ложительный).

1 2 3

Это приводит к появлению моментов крена Мх1 и момента рыскания Му]. Под действием момента рыскания Myt дельтаплан будет поворачиваться вправо, уменьшая угол скольжения, а под действием момента крена Mxi начнет крениться на левое полукрыло в сторону, обратную скольжению (положение I).

Когда угол скольжения станет равным нулю, крен достигнет значительной величины (положение 2). В этом положения дельтап­лан имеет угловую скорость рыскаиия и будет продолжать по инер­ции вращаться в право, что приведет к возникновению скольжения на левое полукрыло.

В результате ЭТОГО СКОЛЬЖеИНЯ (положение 3) П)ЯВЯТСЯ момен­ты крена и рыскания. Момент креиа начнет уменьшать крен, а момент рыскания, затормозив вращение, начнет поворачивать его влево. Затем весь процесс будет повторяться в обратном порядке. Необходимо заметить, что на дельтаплан будут действовать демпфи­рующие моменты, направленные против угловой скорости крена и рыскания, которые замедляют его вращение.

Это движение, когда дельтаплан вращается по креиу с одно­временным изменением курса, напоминает шаг конькобежца и пол­учило название голландский шаг.

2

В идеальных условиях движение протекает достаточно длитель­но, и здесь можно выделить два участка. Первый участок — коле­бательное движение, амплитуда которого с течением времени зату­хает. Его еще называют короткопериодическим движением.

Второй вид — апериодическое движение, когда происходит сравнительно медленное Изменение параметров. Это движение еще называют длиннопериодическим.

В короткопериодическом движении колебательный процесс до­статочно быстро затухает, а сами величины либо возвращаются к исходному состоянию, либо постепенно увеличиваются. В этом слу­чае принято рассматривать еще один вид боковой устойчивости: спиральная устойчивость.

Если в длиннопериодическом движении параметры стремяться к своему исходному состоянию (кривая I), то аппарат считается спирально устойчивым.

Если отклонение параметров от исходного состояния со време­нем увеличивается (кривая 2), то аппарат считается спирально не­устойчивым. Пилот часто даже не замечает этой неустойчивости, воспринимая ее как воздействие воздушных потоков.

Этот параметр крыла эффективно влияет на поперечную ус­тойчивость и легко изменяется у дельтаплана. Для этого достаточно изменить длину нижних и верхних боковых тросов каркаса крыла. Сущность этого влияния определяется двумя факторами.

Во-первых, по разному измененяится углы атаки на полукрыль — ях при появлении скольжения. При положительном угле поперечного V крыла и появлении скольжения иа правое полукрыло (правое полукрыло опущено) угол атаки опережающей консоли увеличива­ется, а отстающей уменьшается. Приращения нормальных сил на каждом полукрыле имеют разное направление, что обуславливает появление момента, направленного на уменьшение крена. Таким образом поперечная устойчивость увеличивается. Если угол попе­речного V крыла отрицательный, то возникает момент крена про­тивоположного знака, и устойчивость уменьшается.

Во-вторых, при поднятии или опускании консолей изменяется плечо действия боковых сил, а следовательно и величина момента. При увеличении угла поперечного V крыла плечо увеличивается, что приводит к увеличению поперечной устойчивости дельтаплана, при уменьшении угла — устойчивость уменьшается.

На рис. 5.2-1 приведены зависимости тх при различном зна­чении угла поперечного V крыла мотодельтаплана Т-2М.