АЭРОМЕХАНИКА САМОЛЕТА

Изолированное боковое возмущенное движение рассма­тривается при решении задач, связанных с исследованием боковой устойчивости и управляемости самолета. При этом имеется в виду, что органы управления продольным движением фиксированы, а на­чальные возмущения параметров продольного движения и возмуща­ющие воздействия, влияющие на продольное движение, отсутствуют. Рассматривается или свободное возмущенное движение самолета с фиксированными органами бокового управления — элеронами, ру­лем направления, органами непосредственного управления боковой силой — ОНУБС, или движение, вызванное отклонением этих ор­ганов (60, 6„, 6Z). Характеристики боковой устойчивости…

САМОЛЕТА СРЕДСТВАМИ АВТОМАТИКИ В настоящее время для скоростных многорежимных само­летов удовлетворительные характеристики устойчивости и управляе­мости при ручном пилотировании обеспечиваются путем включения в контур управления системы улучшения устойчивости и управляе­мости (СУУ), включающей автоматы демпфирования, устойчивости и т. п. Эти автоматы в режиме ручного пилотирования работают парал­лельно летчику, улучшая динамические характеристики самолета как объекта управления. Чтобы проанализировать влияние СУУ на характеристики само­лета как объекта управления, рассмотрим свойства системы само­лет—летчик при ручном пилотировании. Как звено системы управления летчик…

Из анализа движения самолета с фиксированными орга­нами управления и при типовых отклонениях последних видна тес­ная связь характеристик устойчивости, управляемости и маневрен­ности самолета. Балансировка самолета в опорном установившемся движении, возмущенное собственное и управляемое движение само­лета зависят от целого ряда параметров: положения центра масс, площади крыла, горизонтального оперения, скорости и высоты по- а &z Єв,, лета, аэродинамических характеристик суа, тг, тг и т. д. Иногда требования устойчивости и управляемости совпадают, иногда они противоречивы. Принимая во внимание условия…

При анализе характеристик самолета в короткопериоди­ческом движении важное место занимает определение его реакции на вертикальные ветровые порывы и знакопеременные ветровые воз­мущения, связанные с турбулентностью. атмосферы. Реакция самолета в этом случае описывается, как и в собственном движении, уравнениями (16.12) с той разницей, что силы и моменты определяются истинным углом атаки а (обозначим его для большей определенности через ав). Кинематическую связь между углами тан­гажа и наклона траектории определяет кинематический угол атаки ас, связанный с истинным соотношением 0СВ…

Частотные характеристики самолета Реакция самолета на гармонический сигнал характеризует его способность «ходить» за рычагами управления и определять ка­чество таких важных маневров, как прицеливание, заход на посадку, полет в строю и т. п. Пусть у самолета, совершающего прямолинейный установив­шийся горизонтальный полет, начиная с некоторого момента времени, руль высоты (стабилизатор, элевоны) начинает отклоняться по гармо­ническому закону с частотой со и амплитудой, равной единице; Д6В = sin cot. В этом случае возмущенное короткопериодическое движение будет описываться неоднородными дифференциальными…

ч Наиболее важными параметрами, определяющими про­дольное возмущенное движение, являются угол атаки и нормаль­ная перегрузка. Эти параметры после отклонения органа управления тангажом в основном формируются на этапе короткопериодического движения, в ходе которого восстанавливается равновесие моментов тангажа. На этом этапе изменением скорости полета можно прене­бречь. Поэтому для определения ответной реакции самолета по углу атаки и нормальной перегрузке на отклонение руля высоты можно воспользоваться упрощенными передаточными функциями. Для определения упрощенных передаточных функций исполь­зуем уравнения короткопериодического возмущенного движения. Если…

В продольном движении управление самолетом осуществ­ляется отклонением органов управления 60., и изменением тяги двигателей АР. Если за опорное движение принять установившийся горизонталь­ный полет, то продольное возмущенное движение самолета при откло­нении органов управления может быть описано уравнениями (16.3), если в них принять /j — /г == /8 = 0. Решая уравнения при нулевых начальных условиях, можно найти реакцию самолета на управляющие воздействия Д60. у или АР. Пусть таким воздействием является отклонение руля высоты Д6В. После преобразования…

Будем считать, что в конце короткопериодического этапа движения практически наступает равновесие моментов тангажа Jг Аё — 0, а Д ©г и Да становятся настолько малыми, что ими в даль­нейшем можно пренебречь. Имея это в виду и принимая за опорное движение установившийся горизонтальный полет, из уравнений (16.1) при фиксированных ор­ганах управления и отсутствии постоянно действующих внешних возмущений получим систему линейных дифференциальных уравне­ний с постоянными коэффициентами, описывающую собственное дли­ннопериодическое возмущенное движение самолета AV = Fl ДУ +…

УСЛОВИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОПОРНОГО ДВИЖЕНИЯ Рассмотрим поведение самолета в продольном коротко­периодическом возмущенном движении при фиксированных органах управления и отсутствии постоянно действующих внешних возмуще­ний. Выясним характер собственного возмущенного движения и определим условия устойчивости опорного движения самолета. Для этой цели получим однородные дифференциальные уравне­ния, описывающие собственное короткопериодическое возмущенное Движение самолета. Причем за опорное движение примем установив­шийся горизонтальный полет. Воспользуемся упрощенной теорией короткопериодического движения, основанной на том, что в начале возмущенного движения скорость не успевает заметно измениться, и можно…

Анализ продольного движения самолета показывает, что при обычных условиях [31] характеристическое уравнение (16.7) имеет, как правило, два больших и два малых корня. При §том часто встре­чающимся является случай наложения друг на друга двух колеба­тельных движений. Одно колебательное движение соответствует двум большим комплексным сопряженным корням Я,! = а второе — малым Я,8 = Я4. Первая пара корней по модулю существенно (в де­сятки раз) превышает вторую. Так как вещественная часть комплексного корня характеризует степень затухания возмущенного движения,…

Собственное возмущенное движение описывается системой однородных дифференциальных уравнений (см. § 15.3), анализ ко­торых позволяет оценить устойчивость опорного движения. Система (16.3) будет описывать собственное движение, если ор­ганы управления самолетом и двигателем зафиксированы в балан­сировочном положении (Д60. у = 0 и АР = 0) и отсутствуют внеш­ние возмущения /у = = /8 = 0. В этом случае из (16.3) получим следующую систему однородных дифференциальных уравнений с постоянными коэффициентами AV + ои AV + С] 2 Да —…

В § 15.2 была получена система линейных дифференциаль­ных уравнений (15.9), описывающая продольное возмущенное дви­жение самолета. Производные F*K, F“K………….. F^K, …, MRz вхо­ дящие в эти уравнения, можно получить путем разложения в ряд Тейлора величин FXK, Fm и MR,, значения которых приведены в (15.1). Подставляя в (15.9) вместо Fxti, F%, …, Fvm, …, Mz, … их значения, принимая cos (а + <рР) «1 и sin (а + <рР) « (а + [- фР), а также полагая,…

При выполнении любой летной операции самолет последо­вательно осуществляет ряд режимов полета. Для перехода от одного режима к другому и для компенсации возмущений требуется управ­ление самолетом. Следовательно, самолет является объектом управ­ления. Под управлением самолета понимается процесс формирования управляющих воздействий, обеспечивающий требуемый режим дви­жения. Управляющие воздействия формируются на основе получения и обработки информации о характере движения самолета и заданной программы полета и осуществляются отклонениями органов управ­ления самолета и двигателя. -Р* Результат управления зависит от реакции самолета на…

/ В дальнейшем при исследовании возмущенного движения самолета придется рассматривать системы однородных и неоднородных линейных дифферен­циальных уравнений с постоянными коэффициентами. Система линейных однородных дифференциальных уравнений, правые части — которых равны нулю, описывают собственное возмущенное движение самолета. Такое движение можно получить, если находящемуся в равновесии самолету сообщить некоторые начальные возмущения, а затем предоставить самому себе. Если в полете самолет будет подвергаться постоянно действующим возмуще­ниям, то его возмущенное движение будет описываться системой неоднородных урав­нений, правые части которых…

Исследование движения самолета можно существенно уп­ростить, если иметь в виду симметричность самолета относительно плоскости OXY и принять за опорное движение прямолинейный полет без крена и скольжения. При этих условиях первые производные сил и моментов FXK FVK и МВг, действующих в продольной плоскости по параметрам бокового движения (Р, у, сож, со у, 6Н, 68, …), будут равны нулю /=fK = С р to = Fxк == Fyn — … = МВх = … =0. Это объясняется…