Начальное движение
В первом случае параллелепипед можно назвать статически устойчивым, во втором — статически неустойчивым. Эти условные определения следует понимать в том смысле, что в первом случае начальное движение параллелепипеда после его отклонения от положения равновесия будет происходить в направлении возвращения в исходное положение равновесия, а во втором — в направлении дальнейшего увеличения отклонения от положения равновесия. Для выявления сущности понятия «статической устойчивости» в применении к самолету рассмотрим конкретный пример. Представим себе самолет с одной степенью свободы перемещения — возможностью вращения вокруг поперечной оси проходящей через центр тяжести самолета. Практически такие условия можно осуществить в аэродинамической трубе, если закрепить поперечную ось самолета. Пусть самолет находится в потоке воздуха с постоянной скоростью.
Если принудительно поворачивать самолет вокруг оси устанавливая его под различными углами атаки, то при каждом угле атаки на самолет будет действовать определенный по величине и знаку момент аэродинамических сил, который можно уравновесить внешней силой, приложенной на определенном плече, например, на чашке аэродинамических весов.
Нанося на график величины произведения этой силы на плечо ее действия, можно построить диаграмму действующих на самолет моментов аэродинамических сил в зависимости от угла атаки. Положениям равновесия самолета в аэродинамической трубе пусть соответствуют точки пересечения кривой моментов с осью абсцисс. Условимся считать положительным момент, стремящийся увеличить угол атаки, а отрицательным — момент, стремящийся уменьшить угол атаки. Рассмотрим, какие положения равновесия самолета в аэродинамической трубе будут устойчивыми, а какие неустойчивыми.