Расслабленная стабильность - Relaxed stability

В авиации расслабленная стабильность тенденция самолета к изменению своего высота и угол крена самопроизвольно. Самолет с ослабленной устойчивостью будет колебаться в простые гармонические колебания вокруг определенного отношения с возрастающей амплитудой.[нужна цитата ]

Это можно противопоставить поведению самолета с положительной устойчивостью, который при обрезанный чтобы лететь в определенном положении, будет продолжать делать это в отсутствие управляющих сигналов, и в случае возмущения будет колебаться в простом гармоническом движении с уменьшающейся шкалой вокруг и в конечном итоге вернется в сбалансированное положение.[нужна цитата ] Положительно устойчивый самолет также будет противостоять любому движению крена. А Cessna 152 это пример стабильного самолета. Точно так же самолет с нейтральной устойчивостью не вернется к своей триммированной настройке без управляющего воздействия, но будет постоянно колебаться в устойчивом простом гармоническом движении вокруг триммированной настройки, не увеличивая и не уменьшая амплитуду колебаний, и будет подвержен влиянию кренов.[нужна цитата ]

Ранний самолет

Ранние попытки полета тяжелее воздуха были отмечены другой концепцией устойчивости, чем используется сегодня. Большинство авиационных исследователей рассматривали полет так, как если бы он не сильно отличался от передвижения по поверхности, за исключением того, что поверхность была приподнята. Они думали об изменении направления с точки зрения корабельного руль, поэтому летательный аппарат останется практически горизонтально в воздухе, как и автомобиль или корабль на поверхности. Идея намеренного наклона или переката в одну сторону либо казалась нежелательной, либо не входила в их мысли.[1]

Некоторые из этих ранних исследователей, в том числе Лэнгли, Chanute, и позже Сантос-Дюмон и Братья Вуазен, искали идеал «внутренней устойчивости» в очень сильном смысле, полагая, что летательный аппарат должен быть сконструирован так, чтобы автоматически катиться к горизонтальной (боковой ) положение после любого нарушения. Они добились этого с помощью Ячеистые крылья Харгрейва (крылья с коробчатый змей конструкции, включая вертикальные панели) и сильно двугранный крылья. В большинстве случаев они не включали никаких средств, позволяющих пилоту управлять креном самолета.[2][страница нужна ] - они могли управлять только рулем высоты и рулем направления. Непредсказуемым результатом этого было то, что самолет было очень трудно повернуть без качения.[2][страница нужна ][3] На них также сильно повлияли боковые порывы и боковой ветер при посадке.[нужна цитата ]

В Братья Райт разработали свои 1903 г. - первый летчик с приводом от двигателя с участием собор (опущенные) крылья, которые по своей природе нестабильны. Они показали, что пилот может сохранять контроль над боковым креном, и это был хороший способ для летательного аппарата повернуть - в "банка "или" наклониться "в поворот, как птица или как человек, едущий на велосипеде.[4] Не менее важно, что этот метод обеспечит восстановление после того, как ветер наклонит машину в сторону. Хотя он использовался в 1903 году, он не стал широко известен в Европе до августа 1908 года, когда Уилбур Райт продемонстрировали европейским авиаторам важность согласованное использование руля высоты, руля направления и управления креном для эффективных поворотов.[нужна цитата ]

Вертикальное положение крыла

Вертикальное расположение крыла изменяет устойчивость самолета к крену.

  • Самолет с «высоким» положением крыла (то есть установленным на верхней части фюзеляжа) имеет более высокую устойчивость к крену. Например, Cessna 152.
  • Самолет с «низким» крылом (то есть под фюзеляжем) имеет меньшую устойчивость к качению. В Пайпер Пауни использует «низкое» крыло.

Нестабильный самолет

Современные военные самолеты, особенно малозаметные ("скрытность ") конструкции, часто демонстрируют нестабильность из-за своей формы. Локхид F-117 Nighthawk, например, использует весьма нетрадиционную форму фюзеляжа и крыла, чтобы уменьшить его радиолокационный разрез и дать ему возможность относительно безнаказанно прорвать систему ПВО. Однако плоские грани конструкции снижают ее устойчивость до такой степени, что компьютеризированная по проводам Система требовалась для обеспечения безопасной работы.[5]

Конструкции с расслабленной устойчивостью не ограничиваются военными самолетами. В Макдоннелл Дуглас MD-11 имеет расслабленную конструкцию устойчивости, которая была реализована для экономии топлива. Для обеспечения устойчивости и безопасного полета LSAS (продольный Система увеличения устойчивости ) был введен, чтобы компенсировать довольно короткий горизонтальный стабилизатор MD-11 и обеспечить устойчивость самолета. Однако были инциденты, в которых ослабленная устойчивость MD-11 вызвала «расстройство в полете».[6]

Преднамеренная нестабильность

В Локхид F-117 Nighthawk не является стабильной по своей сути конструкцией.

В истребителях последнего поколения часто используются элементы конструкции, снижающие устойчивость до повысить маневренность. Большая стабильность приводит к меньшему авторитету поверхности управления, поэтому менее устойчивая конструкция будет быстрее реагировать на управляющие воздействия. Это очень ценится в конструкции истребителей.

Менее устойчивый самолет требует меньших отклонений от руля для начала маневрирования; следовательно, сопротивление лобового сопротивления и нагрузки на управляющую поверхность будут уменьшены, а маневренность самолета увеличится. Поскольку эти характеристики обычно делают управление пилотом затруднительным или невозможным, искусственная устойчивость обычно создается с использованием компьютеров, сервоприводов и датчиков как частей лететь по проводам система контроля.[нужна цитата ]

использованная литература

  1. ^ Крауч 2003 С. 167–68.
  2. ^ а б c Виллар, Генри Серрано (2002). Связаться! : история первых авиаторов. Минеола, Нью-Йорк: Dover Publications. С. 39–53. ISBN  978-0-486-42327-2.
  3. ^ а б Летчер, Пирс (2003). Эксцентричная Франция: путеводитель Брадта по безумной, волшебной и чудесной Франции. Чалфонт Сент-Питер, Англия ENG: Путеводители Брэдта. стр.38 –39. ISBN  978-1-84162-068-8.
  4. ^ Тобин 2004, п. 70.
  5. ^ Абзуг, Малькольм; Ларраби, Э. Юджин (2002). Устойчивость и управляемость самолета: история технологий, сделавших возможной авиацию (2-е изд.). Кембридж [u.a.]: Cambridge Univ. Нажмите. С. 335–37. ISBN  978-0-521-80992-4.
  6. ^ ПАСЦТОР, Энди (24 марта 2009 г.). «У FedEx Jet есть проблемы с контролем». WSJ. Получено 1 октября 2015.

Список используемой литературы