Здравствуйте авиаторы и не только! Здесь вы узнаете, какие силы действуют на самолет в полете и как он совершает маневры в воздухе. Для примера рассмотрим самолет классической схемы, хотя почти все из данной статьи относится к любому другому самолету. В полете на самолет действует четыре основные силы. Это подъемная сила. Сила тяжести. Сила тяги двигателя. И сила лобового сопротивления.
В устойчивом горизонтальном полете с постоянной скоростью все силы, действующие на самолет, уравновешены, или по первому закону Ньютона, их равнодействующая равна нулю. В таком состоянии самолет летит с постоянной скоростью, на одной высоте, т.е. он не снижается, не набирает высоту, не разгоняется и не тормозит. Но, как вы понимаете, самолетам необходимо менять свое пространственное положение и траекторию полета, будь то заход на посадку, смена курса или боевой разворот. Пространственная ориентация самолета задается относительно трех осей. Продольная ось Х, направлена в сторону полета и называется осью крена, поперечная Z смотрит в сторону правой консоли и называется осью тангажа. Вертикальная Y называется осью рысканья.
Траектория - это линия в пространстве, по которой движется тело в выбранной системе отсчета. Ее можно представить, как линию, которую оставляет за собой самолет, как если бы он испускал цветной дым. Для изменения траектории, самолету необходимо изменять свою ориентацию в пространстве, чтобы направлять аэродинамические силы в нужную сторону. Это делается при помощи управляющих аэродинамических поверхностей. Их суть состоит в том, чтобы по команде летчика создать нескомпенсированную силу, которая, в свою очередь, вызовет возникновение момента относительно нужной оси. Рассмотрим на примере. На оперении самолета имеются рули высоты, которые представляют собой отклоняемые фрагменты оперения. Они могут отклонятся вверх и вниз в расчетном диапазоне углов, который зависит от требуемой маневренности. Для набора высоты летчик тянет штурвал или ручку на себя. Через систему управления управляющее воздействие передается исполнительным механизмам рулей. При отклонении руля высоты, увеличивается путь, который должен пройти воздух по одной из поверхностей, следовательно меняется его скорость. По закону Бернулли изменение скорости вызывает изменение давления и возникает дополнительная сила. Эта сила ничем не скомпенсирована и вызывает момент относительно поперечной оси, пропорциональный величине силы и плечу. Плечо берется от центра масс. Поэтому эффективность управления можно менять за счет увеличения или уменьшения размеров управляющих поверхностей, углов их отклонения или положения относительно центра масс. То же самое и по другим осям. По крену используются элероны, которые размещаются на консолях крыла. Для управления по крену летчик отклоняет штурвал или ручку в сторону необходимого вращения, другими словами, в сторону куда хочет наклонить самолет. Здесь момент возникает относительно продольной оси. Для рысканья используется руль направления, который находится на киле. Он вызывает момент по вертикальной оси.
И так, это были основы управления самолетом в пространстве. В одной из следующих статей будут раскрыты темы задачи положения самолета в пространстве, о том, что такое высота, воздушная, путевая и вертикальная скорости, поэтому подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить!