АЭРОМЕХАНИКА САМОЛЕТА

Ряд критических форм движения может быть связан с потерей устойчивости или управляемости самолета из-за упругих деформаций конструкции. Наиболее характерной формой такого критического движения является неуправляемое движение крена при реверсе элеронов. Такое движение может возникнуть при пре­вышении в полете по каким-либо причинам допустимых значений индикаторной скорости Уг (т. е. скоростного напора q = pV2/2), что приводит к росту аэродинамических нагрузок и упругих дефор­маций элементов планера самолета. Нагрузки на элементы конструк­ции планера возрастают и при росте углов…

Как было рассмотрено при анализе пространственного движения, интенсивное вращение самолета по крену (со* Ф 0) приводит, за счет аэроинерционного взаимодействия продольного Рис. 19.5. Изменение по числам М

Одной из наиболее опасных критических форм движения самолета является штопор. Штопором называюг движение самолета но нисходящей спира­леобразной траектории малого радиуса на значительных закрити — ческих углах атаки, развивающееся в результате авторотации крыла и дестабилизирующего инерционного момента. Область углов атаки, при которых развивается штопор, показана на рис. 19.1 (область 2). Попадание в штопор происходит под действием возмущений или ошибок пилотирования, приводящих к появлению угловой скорости крена сох на околокритических углах атаки. На этих углах атаки при…

Сваливанием самолета называют его непроизвольное быстро развивающееся движение со значительной угловой скоро­стью или амплитудой, обусловленное потерей устойчивости на боль­ших околокритических и критических углах атаки. Область углов атаки а и соответствующих значений суа (а), на которых возможно сваливание, показана на рис. 19.1 (области 1 и 2). Сваливание возможно как на положительных, так и на отри­цательных углах атаки, и сопровождается переходом в их закрити — ческую область. Выход на околокритические и закритические углы атаки возможен в результате…

На некоторых режимах полета движение самолета может самопроизвольно принять форму, для прекращения которой от летчика требуются полная мобилизация сил и, как правило, при­менение особых, специфических приемов пилотирования. Такие заведомо опасные формы обычно называют критическими формами движения (или критическими состояниями движения), а режимы полета, на которых они могут возникнуть — критическими режи­мами полета. Критические режимы должны лежать вне области нормальной эксплуатации самолета, однако при некоторых усло­виях (ошибки пилотирования, отказы в системе управления, особо интенсивные внешние возмущения)…

В § 18.1 показано, что при маневре с постоянной угловой скоростью крена начальную фазу пространственного возмущенного движения самолета можно описать системой четырех линейных диф­ференциальных уравнений с постоянными коэффициентами. Следо­вательно, устойчивость такого возмущенного движения можно исследовать теми же методами, которые применялись ранее при исследовании устойчивости изолированного продольного и изолиро­ванного бокового возмущенного движения. Характеристическое уравнение системы дифференциальных уравнений пространствен­ного возмущенного движения. будет иметь тот же самый вид Я4 + asKs + ай%й ч — + а0 =…

Опишем возмущенное движение самолета при маневре с постоянной скоростью крена, сделав ряд допущений, упрощаю­щих постановку задачи, но не вносящих изменений принципиаль­ного характера в физическую картину явления. Во-первых, будем считать скорость полета в процессе возмущенного движения по­стоянной. Это вполне допустимо. Все негативные явления, свя­занные с потерей устойчивости при маневре, развиваются чрезвы­чайно быстро, поэтому достаточно исследовать начальную фазу возмущенного движения, на протяжении которой скорость полета практически не успевает измениться. Во-вторых, не будем учиты­вать действие гравитационной силы, т….

В гл. 16 и 17 устойчивость и управляемость самолета исследовались в предположении о независимости продольного и бокового возмущенного движения, без учета взаимодействия между ними. В гл. 15 было показано, что такой подход при исследовании динамики самолета возможен при выполнении следующих условий: во-первых, возмущенное движение должно мало отличаться от невозмущенного, т. е. должен быть применим метод малых возму­щений, во-вторых, самолет должен обладать динамической симме­трией относительно плоскости X О Y — проекции аэродинамической силы на оси OX,…

Необходимость применения автоматических устройств для улучшения характеристик боковой устойчивости и управляемости современных самолетов в основном определяется следующими обстоятельствами: ухудшением поперечного и путевого демпфирования современ­ных самолетов, как вследствие изменения ких геометрии, так и в связи с широким диапазоном* высот и скоростей их полета; значительным изменением путевой Jh поперечной статической устойчивости на различных режимах полета, уменьшением путевой статической устойчивости на больших скоростях полета вплоть до полной потери устойчивости; неблагоприятными характеристиками поперечной управляемости из-за взаимодействия движений крена и…

Ранее было отмечено, что руль направления при управ­лении боковым движением играет как бы вспомогательную роль. Однако это не означает, что характер реакции самолета на отклоне­ние руля направления не оказывает существенного влияния на управ­ляемость самолета. Эта реакция должна быть достаточно быстрой, переходный процесс должен затухать в течение довольно короткого времени, отклонение руля направления — «дача ноги» — не должно сопровождаться обратной реакцией по крену. При перемещении пра­вой педали вперед (отклонении руля направления на положитель­ный угол) не…

После преобразования по Лапласу системы дифферен­циальных уравнений бокового управляемого движения самолета (17.7) получим систему неоднородных алгебраических уравнений первого порядка. Неизвестными в этой системе будут изображения параметров бокового возмущенного движения, вызванного отклоне­нием органов управления боковым движением (J (р), ау (р), со* (р), У (р) (р — 1р) р (р) — cos а (Ну (р) — sin а (р) — — cos ft у (р) = 2®% (р); -М^(р)-(р-Му«)ау(р)- — Муха>х (р) = Му” 6н(р) + М6УВ…

Управление бокввым движением самолета осуществляется, как правило, органами путевого и поперечного управления. Органом путевого управления является руль направления, органами попереч­ного управления являются элероны, дифференциально отклоняемые рули высоты, интерцепторы. Чаще на самолете используют один из способов поперечного управления, иногда для увеличения эффектив­ности управления самолеты снабжают несколькими видами органов поперечного управления (элероны и интерцепторы, элероны и диф­ференциальные рули и т. д.). Отклонение органов путевого и попе­речного управления позволяет изменять направление полета, ориен­тацию самолета относительно Земли и вектора…

В предыдущем разделе была рассмотрена структура 60і кового возмущенного движения и отмечено, что медленное спираль­ное движение не оказывает существенного влияния на устойчивость самолета/ в то время как характеристики быстрого колебательного движения являются определяющими в оценке его возмущенного дви­жения. Апериодическая составляющая быстрого движения на до — критических углах атаки всегда носит быстро затухающий характер, и поэтому никаких специальных требований к ней не предъявляется. Чтобы выявить связь быстрого движения и главной его составля­ющей — колебательного движения с…

Поскольку возмущенное боковое движение самолета опи­сывается системой линейных дифференциальных уравнений с по­стоянными коэффициентами, воспользуемся для анализа его устой­чивости критерием Рауса—Гурвица. Согласно этому критерию само­лет будет устойчив в боковом движении, если все коэффициенты характеристического уравнения (17.10) будут положительны и поло­жительно выражение R = сца&з — Й3О0 — о?» (17.14) При полете самолета со скоростями меньше гиперзвуковых на до — критических углах атаки все вращательные производные, кроме тих, СО имеют отрицательный знак. Производная тух может быть как…

В боковом возмущенном движении, как и в продольном, реализуются три степени свободы, но в отличие от продольного здесь две степени свободы связаны с вращением самолета относительно центра масс — движениями крена и рыскания, а одна — с поступа­тельным движением самого центра масс в направлении, перпендику­лярном плоскости симметрии. Таким образом, боковое возмущенное Движение будет описываться, как и Продольное, тоже тремя уравне­ниями динамики, но два из них будут уравнениями проекций мо­ментов относительно осей ОХ и OY, а…