Файл: Цейтлин Г.М. Аэродинамика и динамика полета самолета с ТРД учебник.pdf

щения, как это было на докритических углах атаки, а по враще­ нию. Это уже не демпфирующий, а возбуждающий момент. Под его действием вращение будет ускоряться до тех пор, пока нор­

Характеристика самовращения имеет форму петли, внутри ко­ торой момент М является возбуждающим. Вне петли имеет

место поперечное демпфирование и самовращение крыла невоз­ можно. На границе петли Мхт — 0. Эта линия определяет сово­ купность режимов установившегося самовращения.

Как уже говорилось, самовращение крыла составляет физи­ ческую основу штопора самолета. Чем интенсивнее развивается срыв потока на крыле, тем больше провал кривой су \ (а) на закритических углах' атаки, тем больше возбуждающие моменты М и шире область авторотации. Соответственно энергичнее и

в большей области углов атаки будет развиваться штопор само­ лета. Заметим, что поперечный демпфирующий момент верти­ кального оперения сохраняет знак во всем диапазоне возможных углов атаки, что приводит к некоторому снижению интенсивности самовращения, особенно для самолетов с большим по площади и высоким вертикальным оперением. На характер штопора влияет и ряд других конструктивных и эксплуатационных факторов.

режима полета, положения рулевых поверхностей и целого ряда случайных обстоятельств штопор одного и того же самолета мо­ жет развиваться по-разному. В связи с этим существует класси­ фикация штопоров и вводится ряд понятий, необходимых для их характеристики.

Штопоры различают по направлению вращения: левый и пра-

322

Характер штопора большинства самолетов зависит и от поло­ жения элеронов. Поперечная эффективность элеронов (т**) на срывных режимах сильно снижается, иногда наступает даже их реверс, зато повышается их путевая эффективность. Статический

ки нарастает пикирующий статический момент. В области интен­ сивного развития срыва для современных самолетов с треуголь­ ным или стреловидным крылом характерна потеря устойчивости по перегрузке и, следовательно, некоторое уменьшение пикирую­ щего момента (рис. 10.7). С дальнейшим увеличением угла атаки снова нарастает пикирующий момент (в связи с увеличением нор­

его зависимость от угла атаки приблизительно повторяет харак­ теристику самовращения. Момент Мгш при штопоре всегда на­ правлен на кабрирование. Для удобства сравнения с аэродинами­

324

По точкам пересечения кривых М г а и М 2 И Н определяются воз­ можные режимы установившегося штопора. Так, например, пол­ ному отклонению руля высоты на кабрирование и руля направле­ ния по штопору (точки 1 и 2) соответствуют режимы установив­ шегося штопора с углом атаки корневого сечения крыла ао i и угловой скоростью col и с углом дог и угловой скоростью сиг. При различных положениях рулей принципиально возможны все ре­ жимы штопора в заштрихованной области. По рис. 10.7 можно определить также положения рулей, необходимые для прекраще­ ния штопорного вращения. Так, самолет, штопорные свойства ко-

Рис. 10.7. К определению равновесия продоль­ ных моментов на штопоре

торого показаны на рис. 10.7, окажется вне зоны самовращения только при полном отклонении руля высоты на пикирование и руля направления против штопора.

§ 10.3. Сваливание самолета на крыло. Начальный этап штопора

Штопор самолета не является боевой фигурой. Если он и вы<

Самопроизвольное сваливание самолета на крыло с последую­ щим входом в штопор происходит при грубых ошибках летчика, когда самолет выводится на большие, околокритические или за-

на опасные углы атаки всегда связан с «потерей скорости» в ре­ зультате неправильного распределения внимания и неучета осо­ бенностей вторых режимов полета. На криволинейных маневрах к этим причинам добавляется «перетягивание ручки», т. е. попытка летчика создать нормальную перегрузку, превышающую допусти-

325

мую для данной приборной скорости. Этот вопрос будет рассмо­ трен подробнее при изучении маневренных свойств самолета.

Увеличению угла атаки до опасных значений могут способст­ вовать:

— потеря продольной устойчивости самолета по перегрузке при развитии срыва потока на концевых участках стреловидного и

— вертикальные воздушные порывы, наиболее вероятные на малых высотах над пересеченной местностью, вблизи облаков и грозовых фронтов, в областях атмосферы с большими температур­ ными градиентами.

На больших, и особенно стратосферных, высотах опасное уве­ личение угла атаки .может произойти при обратном (в сторону уменьшения скорости) проходе через область «ложки» на балан­ сировочной диаграмме.

Если в процессе увеличения угла атаки самолет вошел в об­ ласть самовращения, то при любом случайном накренении появ­

в области самовращения начальное возмущение произошло в фор­ ме образования скольжения, а не крена, то под действием стати­ ческого поперечного момента самолет будет крениться в сторону

отношении всегда колебательно устойчивы). В процессе таких колебаний появляется продольный инерционный момент, который при больших углах атаки достаточно велик и независимо от сме­ ны знака поперечной угловой скорости, все время остается кабрирующим. В начале выхода из очередного крена самолет всегда имеет внешнее скольжение, что приводит к временному расшире­ нию зоны самовращения. Здесь действует возбуждающий попереч­ ный момент и самолет дважды за' каждый период колебаний по­ лучает возбуждающий импульс. В связи с этим он становится ко­ лебательно неустойчивым (амплитуды крена и скольжения уве­ личиваются). По совокупности всех указанных причин после двухтрех покачиваний обычно начинается штопорное сваливание на крыло. Если руль направления отклонен, в абсолютном большин­

326