Вступление
Здравствуй, мой дорогой читатель, эта небольшая статья будет рассматривать такое важное в авиации понятие, как "центровка самолета". Это необходимо разобрать для выхода большой статьи, которой мы разберем устойчивость и управляемость самолета. Уверен Вы прочитает данную статью без напряжения и с легкостью поймете и запомните всё что будет в ней изложено.
Как определяется центровка?
Для начала необходимо понять что такое вес самолета? Как можно легко догадаться вес самолета складывается из его составляющих:
- Вес пустого самолета (Gпустого)
- Вес топлива (Gтоплива)
- Вес грузов (Gгрузов)
- Вес всех пассажиров и экипажа (Gпасс)
Gвс = Gпустого + Gтоплива + Gгрузов + Gпасс
Так вот если мы найдем равнодействующую сил всех частей самолета, то она пройдет через точку, называемую центром тяжести.
Но как это сделать? Делается это при помощи метода двойного взвешивания:
Сначала самолет ставят в некоторое положение (как показано на левой части рисунка) и находят равнодействующую сил G (зная расстояние между двумя весами и зная показания каждых из этих весов). Далее самолету меняют положение и также находят равнодействующую (как мы видим на правой части рисунка показания весов уже будут совершенно другие, ведь теперь вес распределен между стойками по иному, чем в первый раз). А далее имея две прямые равнодействующих из первого и второго взвешивания, находят точку их пересечения. Это точка центра тяжести.
Понятие "САХ"
Прежде чем перейти к определению центровки самолета необходимо остановится на понятии средней аэродинамической хорде крыла.
Средняя аэродинамическая хорда крыла (САХ) - хорда такого прямоугольного крыла, которое имеет одинаковые с данным крылом площадь, величину полной аэродинамической силы и положение центра давления (ЦД) при равных углах атаки.
Сейчас станет понятнее, посмотрите на рисунок. У нас есть крыло 1, и его средняя аэродинамическая хорда аналогична хорде прямоугольного крыла 2, той же площади. Но как найти ее геометрически?
Для этого необходимо соединить середины отрезков боковых граней крыла (корневой и внешней). А дальше достроить к корневой грани крыла внешнюю грань, а к внешней добавить корневую (смотрите рисунок). Только достроить их необходимо в разные стороны (на рисунке внешняя грань добавлена к корневой вниз, а корневая к внешней - вверх). А далее соединить их концы. Точка пересечения двух построенных прямых и будет являться точкой, через которую проходит САХ. Через нее проводим прямую параллельную корневой и внешней граням.
Определение центровки
И вот теперь мы можем переходить к определению центровки самолета.
Итак, теперь мы умеем определять положение центра тяжести (ЦТ) и знаем что такое САХ. Так вот центровкой является расстояние от центра тяжести до начала САХ, выраженное в процентах ее длины.
Xт - это расстояние от центра тяжести до начала САХ
bсах - это длина САХ
На что влияет центровка?
Центровка является важной характеристикой самолета, связанной с его балансировкой, устойчивостью и управляемостью (все эти понятия мы разберем в следующих статьях).
Предельно передняя центровка - центровка при которой самолету еще можно создать посадочной положение при данном отклонении руля высоты. Представим себе ситуацию, что предельно передняя центровка нарушена, а значит при заходе на посадку потянув ручку управления максимально на себя мы не сможем создать ему посадочное положение потому что, основной вес самолета будет сконцентрирован в передней части самолета. Это грозит нам приземлением на переднюю стойку, и ее повреждением. Да и управлять в полете таким самолетом будет практически невозможно.
Предельно задняя центровка устанавливается из соображений устойчивости самолета. Как я уже сказал об устойчивости поговорим в следующих статьях, однако уже сейчас дам Вам наглядную ситуацию. Представим, что предельно задняя центровка нарушена, а значит основной вес самолета сосредоточен в задней его части. Вдруг поток встречного ветра, а значит скорость набегающего потока увеличится, вспоминаем формулу подъемной силы, и понимаем что увеличится и подъемная сила на крыле. А так как крыло находится впереди хвоста, то из за этого приращения подъемной силы задняя часть самолета опустится еще ниже и его теперь еще труднее будет удерживать в горизонтальном полете.