Внешние силы

Для того чтобы летчик мог изменять действующие на самолет внешние силы, необходимо обеспечить возможность изменения углового положения самолета в пространстве (например, угла атаки, угла скольжения, угла крена). Следовательно, для управления самолетом необходимо иметь возможность изменять моменты внешних сил, действующих на самолет; другими словами, необходимо иметь возможность изменять относительное расстояние между точками приложения силы тяжести, силы тяги движителя и аэродинамических сил. Этого можно достигнуть или изменением точки приложения силы тяжести (перемещая центр тяжести самолета), или изменением точки приложения аэродинамической силы (центра давления). Первый способ управления путем перемещения центра тяжести аппарата применялся в начале развития авиации на балансирных планерах, в частности, на планере известного немецкого исследователя и инженера Отто Лилиенталя. В дальнейшем, однако, этот способ управления не получил развития из-за связанных с ним технических трудностей. Второй способ управления путем перемещения центра давления впервые был применен А. Ф. Можайским более 70 лет назад.
На своем самолете А. Ф. Можайский осуществил «хвост, который может подыматься и опускаться и служить для изменения направления полета вверх и вниз, равно через движущуюся на нем вертикальную площадь вправо и влево получать направление аппарата в стороны». Именно по такому принципу и устроено управление современными самолетами. Таким образом, современная схема управления самолетом впервые была разработана в России. Приступая к изучению вопросов устойчивости и управляемости самолета, мы должны рассматривать самолет как систему материальных точек, движущуюся поступательно под действием внешних сил и вращающуюся под действием моментов этих сил. Для того чтобы яснее представить себе смысл понятия «устойчивость движения», обратимся сначала к понятию устойчивости положения твердого тела.