Способность самолета без вмешательства летчика восстанавливать первоначальное состояние путевого равновесия называется путевой устойчивостью.

Предположим, что под действием внешних возмущений самолет повернется относительно вертикальной оси оy₁ на некоторый угол рыскания . При этом будет нарушена симметрия обтекания самолета, возникает боковая обдувка (рис.13.10.б).

Рис.13.10 Восстановление путевого равновесия

В результате воздействия воздушного потока на боковую поверхность фюзеляжа и на вертикальное оперение появятся боковые силы Р, которые создадут момент, направленный на возвращение самолета в исходное положение.

Величина восстанавливающего момента М_восст зависит от:

-площади вертикального оперения;

-носовой и хвостовой части фюзеляжа;

-центровки самолета;

-стреловидности крыла.

Восстанавливающий момент самолета определяется по формуле:

Момент от аэродинамической силы носовой части фюзеляжа Р_нос.ф будет уменьшать восстанавливающий момент, а хвостовой Р_хв.ф – увеличивать.

-Основная доля восстанавливающего момента приходится на вертикальное оперение от боковой силы Р_во. Благодаря вертикальному оперению самолет, подобно флюгеру, стремится стать по потоку и самостоятельно восстановить нарушенное равновесие. Поэтому путевую устойчивость называют флюгерной.

-Большая длина носовой части фюзеляжа современных самолетов ухудшает путевую устойчивость, поэтому вертикальное оперение таких самолетов имеет увеличенные размеры.

-Увеличение длины хвостовой части фюзеляжа улучшает путевую устойчивость, так как увеличивается восстанавливающий момент за счет плеча l_в.о боковой силы вертикального оперения Р_во.

-Смещение центровки самолета вперед равносильно увеличению длины хвостовой части фюзеляжа.

-Стреловидность крыла оказывает положительное влияние на путевую устойчивость самолета. На рис. 13.11 видно, что при скольжении стреловидного крыла с углом на вынесенном вперед полукрыле лобовое сопротивление станет больше, чем на другом (Х_Л>Х_ПР). Возникает дополнительный восстанавливающий момент крыла:

Му _ВОС = Х_ЛЕВ ·α – Х_ПР · b .

Рис. 13.11 Влияние стреловидности на путевую устойчивость

Выводы:

-Путевая и поперечная устойчивость связаны между собой и объединены в понятие боковой устойчивости;

-Поперечная устойчивость самолета обеспечивается крылом. Путевая устойчивость самолета обеспечивается благодаря удлинению хвостовой части фюзеляжа и наличию вертикального оперения.

-Запас боковой устойчивости зависит от геометрических характеристик крыла и самолета, центровки, а также от величины угла атаки и скорости полета.

Задача 1: Нарисуйте схему действия на самолёт продольного востанавливающего момента.

Задача 2: Необходимо уменьшить продольную устойчивость самолёта. Как для этого нужно изменить площадь крыла, стреловидность крыла, угол поперечного «V» крыла?

Занятие №25