Устойчивость и управляемость

Вертолет, как и все летательные аппараты, для обеспечения нормального полета должен обладать некоторой устойчивостью и управляемостью.

Под устойчивостью летательного аппарата принято понимать его способность без вмешательства со стороны летчика восстанавливать равновесие, нарушенное какой-либо внешней причиной, иными словами, способность летательного аппарата самостоятельно сохранять заданный режим полета.

Те летательные аппараты, у которых без вмешательства летчика с ростом скорости полета появляются моменты, стремящиеся перевести аппарат на кабрирование, являются устойчивыми.

Выражаю благодарность за поддержку моего сайта - компанию по производству дров!
Наша компания занимается продажей колотых дров с доставкой. Если вы не уверены, какие именно дрова вам нужны, наши специалисты с радостью помогут подобрать дрова необходимого размера и породы древесины. Теперь слова - куплю дрова березовые , но не знаю какие – не уместны, потому что мы решим проблему и подберем дрова для нужной цели!

Летательные аппараты, у которых при этих же условиях возникают моменты, стремящиеся перевести аппарат в пикирование, являются неустойчивыми.

Для удобства анализа устойчивости летательных аппаратов условно различают статическую и динамическую устойчивость.

Статической устойчивостью принято называть стремление летательного аппарата вернуться к нарушенному режиму полета после исчезновения возмущения благодаря наличию восстанавливающих сил и моментов.

Под динамической устойчивостью принято понимать весь процесс возмущенного движения летательного аппарата  относительно   положения   равновесия  после его нарушения.
Повторяем, что это разделение устойчивости условное, так как на практике трудно разделить устойчивость на статическую и динамическую, особенно для вертолетов.
Управляемость – способность летательного аппарата реагировать на действия летчика, т. е. на отклонения органов управления.

Между устойчивостью и управляемостью существует тесная зависимость.
Совершенно естественно, что более устойчивый летательный аппарат, т. е. такой, для нарушения режима полета которого потребуются более мощные внешние импульсы, потребует и больших отклонений органов управления для изменения режима полета.

Следовательно, более устойчивый аппарат при прочих равных условиях будет обладать худшей управляемостью.

Становится ясным, что попытки создания чрезмерно устойчивого летательного аппарата приведут к тому, что этот аппарат будет обладать плохой управляемостью, а поэтому будет сложным в пилотировании.

Необходимое соответствие между устойчивостью и управляемостью летательных аппаратов должно выбираться из условий их назначения и особенностей эксплуатации. Так, например, нельзя требовать одинаковой устойчивости или одинаковой управляемости транспортного и спортивного самолетов.
Дальний бомбардировщик, совершающий длительные полеты, должен обладать достаточно большой устойчивостью и не нуждается в высокой маневренности — управляемости. Фронтовой истребитель, в задачи которого входит бой с истребителями, естественно, не должен быть излишне устойчивым, так как это ухудшит его маневренность, зато он должен обладать прекрасной управляемостью.
По степени устойчивости все летательные аппараты можно разделить на устойчивые, нейтральные и неустойчивые.

Устойчивыми аппаратами называются такие, которые без участия летчика восстанавливают нарушенный режим полета после прекращения действия возмущения.

Нейтральными называются такие аппараты, которые после исчезновения причин, нарушивших исходный режим полета, сохраняют новый режим, Неустойчивыми называются летательные аппараты, которые после исчезновения причин, вызвавших нарушение режима полета, все больше уходят в одну или другую сторону от исходного режима полета.

Все эти рассуждения чисто теоретического характера. Как правило, не существует летательных, аппаратов, которые могли бы быть целиком отнесены к одному из видов устойчивости.
Устойчивость большинства летательных аппаратов зависит от их центровки, скорости и режима полета. Многие летательные аппараты обладают всеми видами устойчивости при различных центровках, режимах и скоростях полета; при одних условиях они устойчивы, при других – нейтральны, а при некоторых могут быть и неустойчивыми.


Управляемость, так же как и устойчивость, может изменяться в широких пределах в зависимости от условий полета.

Следует оговориться, что если у самолета изменение центровки – положения центра тяжести самолета относительно САХ (средней аэродинамической хорды) – является очень эффективным средством, влияющим на характеристики его устойчивости, то на одновинтовом вертолете изменение его центровки влияет на устойчивость в значительно меньшей степени.

При изменении центровки вертолета, т. е. изменении положения его центра тяжести относительно оси несущего винта, вследствие различной его загрузки или выгорания топлива в полете изменится лишь наклон оси фюзеляжа, а также положение автомата-перекоса и ручки управления. Так, например, при отсутствии пассажиров в кабине вертолета его центровка станет более задней, и он будет летать с опущенным хвостом так, чтобы тяга несущего винта проходила через центр тяжести; ручка управления при этом будет отклонена вперед. Наоборот, при наличии пассажиров и выгорании большей части горючего центровка вертолета станет более передней, и для обеспечения равновесия моментов он должен будет летать с опущенным носом, в этом случае ручка управления уйдет на себя (рис. 75).

Допустимые эксплуатационные центровки вертолета получаются из условия необходимых отклонений ручки управления, обеспечивающих управление им при предельных центровках.
Из сказанного ясно, что изменения центровки у одновинтового вертолета не должны быть очень большими, так как при предельных центровках значительно усложняется его пилотирование.

 

Полет вертолета

 

Рис. 75 Полет вертолета: 1 – при задней центровке; 2 – при передней центровке

Остановимся несколько подробнее на понятии центровка вертолета (самолета).
Под центровкой принято понимать взаимное расположение центра тяжести вертолета (самолета) и точки приложения его подъемной силы.

У вертолетов под центровкой принято понимать положение центра тяжести его относительно оси и плоскости вращения несущего винта, выраженное в миллиметрах.

 Центр тяжести вертолета

Рис. 76. Центр тяжести вертолета

Центром тяжести  (Ц.Т.)  вертолета   (самолета)   называется точка приложения равнодействующей всех сил веса деталей и грузов вертолета (рис. 76).

Напомним, что у вертолетов, как и у самолетов, различают устойчивость и управляемость по трем осям: продольную, поперечную и путевую.

Выражаю благодарность за поддержку моего сайта - компанию по производству дров!
Наша компания занимается продажей колотых дров с доставкой. Если вы не уверены, какие именно дрова вам нужны, наши специалисты с радостью помогут подобрать дрова необходимого размера и породы древесины. Теперь слова - куплю дрова березовые , но не знаю какие – не уместны, потому что мы решим проблему и подберем дрова для нужной цели!