Приведенный пример показывает, что если не принимать специальных мер для уменьшения коэффициента шарнирного момента тт, то при росте скорости полета и при увеличении размеров самолета шарнирные моменты, а вместе с ними и усилия на рычагах управления будут интенсивно возрастать, вследствие чего управление самолетом станет затруднительным. Если ось вращения руля расположить на некотором расстоянии позади передней кромки руля, то различные части площади руля будут давать относительно оси вращения моменты разных знаков, так что суммарный шарнирный момент может быть значительно уменьшен. Отсюда вытекает идея аэродинамической компенсации рулей, т. е. такой их компоновки, чтобы действующие на руль аэродинамические силы давали относительно оси вращения руля момент необходимой небольшой величины. Такой тип аэродинамической компенсации, когда ось вращения руля смещена назад по отношению к передней кромке, называется осевой компенсацией.
|
До сих пор мы рассматривали моменты действующих на самолет аэродинамических сил относительно осей, проходящих через центр тяжести самолета. Эти моменты определяют характер движения самолета, траекторию его полета. Кроме моментов относительно центра тяжести самолета, при рассмотрении вопросов управляемости движения самолета большую роль играют моменты аэродинамических сил, действующих на органы управления (руль высоты, руль направления и элероны) относительно оси вращения этих органов управления. Такие моменты называют шарнирными моментами, т. е. моментами относительно оси шарниров, около которых поворачиваются органы управления.
Производные коэффициентов боковых моментов по соответствующим угловым скоростям принято называть вращательными производными, в отличие от статических производных — моментов по соответствующим углам (атаки или скольжения). Под эти определения подходят, конечно, и продольные моменты. Из сказанного выше ясно, что при анализе бокового движения самолета нам придется встречаться с четырьмя вращательными производными. Вращательные производные боковых моментов желательно брать на основании экспериментальных данных по тем же причинам, о которых упоминалось ранее. При отсутствии таких данных в первом приближении можно пользоваться приводимыми ниже аналитическими выражениями, всегда имея в виду их приближенный характер. Вращательные производные крыла.
|
При вращении самолета вокруг оси Оух демпфирующий момент возникнет также от аэродинамических сил, действующих на фюзеляж и на вертикальное оперение самолета; особенно большим будет, как это очевидно из предыдущего, демпфирующий момент вертикального оперения, расположенного на большом расстоянии от центра тяжестд самолета. Кроме демпфирующих моментов, физическая природа которых совершенно аналогична природе продольного момента демпфирования, при вращении самолета вокруг осей Охх и Оу± возникнут другие моменты, также связанные с угловыми скоростями, но не всегда являющиеся демпфирующими моментами. В самом деле, угловая скорость например, перераспределяет углы атаки по размаху крыла; следствием перераспределения углов атаки является появление не только момента нормальных к плоскости хорд аэродинамических сил, но и момента тангенциальных аэродинамических сил, действующих в плоскости хорд и создающих момент относительно оси Оу±. Так как касательные силы при различных углах атаки могут иметь различный знак, то и рассматриваемый момент относительно оси Оу± от вращения вокруг оси Ох± может иметь различный знак и, следовательно, в одних случаях может препятствовать вращению самолета, а в других случаях способствовать вращению.
Таким образом, полный момент демпфирования при неустановившемся движении самолета равен сумме выражений. Влияние сжимаемости воздуха на продольное демпфирование. При изменении числа М изменяются все основные аэродинамические характеристики самолета, причем, как мы видели, эти изменения особенно велики. Естественно, что при изменении числа будут изменяться и коэффициенты. В настоящее время экспериментальные данные по влиянию сжимаемости воздуха на демпфирование недостаточны для вынесения общего суждения по этому вопросу, поэтому при анализе влияния числа М на коэффициенты приходится ограничиваться лишь качественными соображениями.
|
|