Стабилизация и управление самолетом

Поиск и аренда частных самолетов

Устойчивость и управляемость в высокой мере обуславливают безопасность полета самолета. Устойчивый – это такой самолет, который сам постоянно удерживает положение в полете и самостоятельно, без отклонений руля направления, выравнивает помехи этого положения, вызванные например сильными порывами ветра.

1) Оси самолета. Кроме движения в направлении полета, самолет может выполнять вращение вокруг трех осей. Оси – воображаемые линии – проходят через центр тяжести и стоят вертикально друг за другом. Поперечная ось расположена параллельно к крыльям, продольная ось – в направлении полета и вертикальная ось – вертикально к нему. Вращения относительно поперечной оси изменяют вертикальное направление, вращение вокруг вертикальной оси меняют курс полета, а вращения вокруг продольной оси перекашивают самолет относительно горизонтальной линии. Соответственно для каждой оси существует свое значение устойчивости. Оно называется не по осям, а по направлению движения. Продольная устойчивость относится к вращениям вокруг продольной оси, устойчивость на курсе – к вращениям относительно вертикальной оси.

2) Стабилизация самолета. Продольная устойчивость. При нормальном положении в полете – угол установки равен установочному углу (установочный угол – это угол между хордой профиля и осью средней части фюзеляжа). Данный установочный угол, благодаря своей конструкции, а не из-за положения в полете, выбран так, что общий центр давления крыльев совпадает с центром тяжести самолета. Подъемная сила и вес самолета имеют общие линии воздействия одинаковой величины и направлены противоположно друг к другу. В том случае, если самолет попадает под, направленный вверх, шквальный ветер, возникает новое направление набегающего потока. Самолет получает не только дополнительную подъемную силу, но и также слегка наклоняется, при больших углах установки перемещаемого вперед центра давления аэродинамических сил.

Смотрите также:  Поставка первого G500 откладывается до следующего года

Продольная устойчивость восстанавливается благодаря горизонтальной стабилизирующей поверхности. При наклонном положении фюзеляжа она сохраняет угол установки и тем самым подъемную силу, которая вращает самолет обратно в нормальное положения в полете.

Поперечная устойчивость. Если вертикальные порывы сильного ветра задевают только одно крыло, то самолет слегка наклоняется вбок. Он может скользить крылом по сторонам или вследствие влияния вертикального оперения перейти в полет на вираже. Вынужденное восстановление поперечной устойчивости чаще всего достигается благодаря V – образному расположению крыла. Действующая поверхность поднятого крыла – меньше, чем опущенного; оно теряет подъемную силу и возвращается к нормальной, или показывает другую. Полная подъемная сила перемещается из центра тяжести в направление опущенного крыла и создает крутящийся обратно момент.

Устойчивость на курсе. Если самолет с передней стороны наталкивается на горизонтальные порывы сильного ветра, то происходит его разворот вокруг своей вертикальной оси, а следовательно и разворот с курса. Теперь вертикальный стабилизатор обдувается потоком воздуха с одной стороны. Возникающая аэродинамическая сила создает крутящийся обратно момент. Другим средством для стабилизации курса является стреловидная форма крыльев. Разворачивающееся первым крыло, расположено с более большой длиной в направлении набегающего потока, чем разворачивающееся обратно; оно претерпевает большее сопротивление и вращается обратно или соответственно полное сопротивление перемещается из центра тяжести в направление разворачивающегося первым крыла и создает крутящийся обратно момент. Мера стабилизации различается в зависимости от типа самолета. Высокая устойчивость требует длинного фюзеляжа – длинные плечи и большие стабилизаторы – большие вращающиеся обратно аэродинамические силы, которые с другой стороны снижают маневренность самолета. Пассажирские самолеты имеют высокую устойчивость, потому что здесь на первом месте стоит безопасность полета (компенсация руля пилота). Спортивные и боевые самолеты имеют небольшую устойчивость, так как должны быть высокоманевренными.

Смотрите также:  Всё, что нужно знать о ручной клади

3) Управление самолетом. Благодаря отклонениям руля направления возникают аэродинамические силы, направленные противоположно им. Они вращают самолет вокруг своих осей.

Руль высоты служит для вращения относительно поперечной оси. Он управляется с помощью ручки управления или штурвальной колонки. При отклонении ручки на себя – руль отклоняется вверх, хвостовой отсек фюзеляжа опускается, самолет набирает высоту. Благодаря нажатии на ручку – руль отклоняется вниз, хвостовой отсек фюзеляжа поднимается, самолет начинает снижается.

Из-за неправильной балансировки (неправильной установки системы управления) или вследствие смещения груза во время полета (например, опустошения топливного бака) самолет может кабрировать или пикировать. Отклонение руля достигается многократно, вследствие перестановки стабилизатора во время полета.

Рули поперечного управления на внешнем конце задней кромки крыла создают вращения относительно продольной оси. Они запускаются благодаря боковому движению ручки управления или вращению штурвала штурвальной колонки. Рули поперечного управления отклоняются в противоположном направлении. Если один отклоняется вверх, второй непременно отклоняется вниз. Благодаря действию рулей самолет принимает наклонное положение для выполнения полета по кривой (виража). При полете в вираже самолет, в определенной мере, также принимает наклонное положение без поперечной балансировки отклонением элеронов правильным образом, потому что внешняя часть крыла имеет большую скорость, чем внутренняя, а следовательно получает большую подъемную силу и поднимается. Для того чтобы при полете на критической скорости иметь управляемый руль поперечного управления, крылья многократно конструируются „с круткой“, т.е. таким образом, чтобы они за концевым участком имели намного меньший установочный угол, чем на фюзеляже. Конечная часть крыльев и рули поперечного управления еще также расположены в неотделенном потоке, в том случае, если в средней части крыла, из-за критической скорости, поток уже начинает отрываться. Оторванный поток на рулях поперечного управления означает именно то, что самолет уже не может снова выйти из наклонного положения.

Смотрите также:  В Оренбурге медцентры оснастят вертолетными площадками

Руль направления служит для вращения самолета вокруг своей вертикальной оси. Он запускается при помощи педали и отклоняется в ту сторону, на которую нажимается педаль. На виражах с малым радиусом, на которых полет должен совершаться в наклонном положении в 45º и больше, руль направления выполняет функцию руля высоты и наоборот. Такие виражи называются еще виражами с обратным действием рулей.