Главная > Разное > Аэродинамика. Избранные темы в их историческом развитии
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

Боковые движения выше срыва потока

Обсуждаемая нами до этого устойчивость и неустойчивость связана с крылом, работающим ниже критического угла атаки. В этом диапазоне подъемная сила увеличивается с увеличением угла атаки.

Если угол атаки превышает критический угол срыва, как описано в главе II, то с увеличением угла атаки подъемная сила уменьшается. Это делает возможным явление известное как авторотация.

Рассмотрим крыло с угловой скоростью крена, наложенной на линейную скорость полета. Относительный воздушный поток имеет больший угол наклона для крыла, движущегося вниз, и меньший для крыла, движущегося вверх. Ниже срыва подъемная сила в основном пропорциональна углу атаки, так что подъемная сила на крыле, движущемся вниз, увеличивается, тогда как на крыле, движущемся вниз, она уменьшается. Результатом является момент крена, который ослабляет движение крена. Действительно выше срыва больший угол создает меньшую подъемную силу, так что устанавливается момент крена, который ускоряет первоначальный крен вместо его замедления. Результирующее устоявшееся вращение известно как авторотация крыла.

Срыв обычно не происходит одновременно на всех сечениях вдоль размаха. Если срыв происходит сначала в центральной части, тогда как концы остаются досрывными, то демпфирования, внесенного концами, обычно достаточно для противостояния отрицательному демпфированию, возникшему благодаря центральной части. Более того, в таком случае элероны все еще сохраняют свою эффективность. С другой стороны, если срыв происходит на концах прежде, чем на центральной части, то демпфирование в крене исчезает, и элероны также теряют свою эффективность. Если такой срыв происходит близко от земли, то спасение может стать почти невозможным, и может случиться серьезная авария. Конструктор должен избегать срыва на концах, уменьшив угол атаки концевой части или применив разумную вариацию аэродинамических профилей вдоль размаха. Концевой срыв предварительно корректируют у крыльев с высоким сужением и, особенно, у крыльев с большой стреловидностью. Для таких крыльев на части, близкой к концам, часто необходимо предусмотреть устройства для увеличения подъемной силы, такие как пазы на передней кромке.

Движение самолета, вызванное авторотацией крыла, известно как штопор. Самолет снижается по спиральной траектории, хотя он непрерывно кренится и рыскает. Лучший способ выхода из штопора — это уменьшение угла атаки; затем самолет входит в нормальное пикирование. Однако во многих случаях распределение масс в самолете таково, что гироскопический момент стремится увеличить угол атаки. Поэтому для выхода из штопора необходима очень большая управляющая сила.

Элероны почти всегда бесполезны, а руль высоты часто теряет свою эффективность; следовательно, руль поворота часто является единственной поверхностью управления, которая остается в действии. Поэтому желательно сконструировать хвостовые поверхности таким образом, чтобы руль поворота не был защищен горизонтальным оперением во время штопора. Действительно, штопор не является неустойчивостью и не всегда опасен; несомненно некоторым летчикам нравится вращаться в штопоре. Не все самолеты могут вращаться в штопоре. Это зависит от характеристик потери скорости и распределения масс.

Однажды я встретил известную английскую летчицу Эми Джонсон на так называемом вечере, устроенном Королевским обществом по аэронавтике, где проблему штопора обсуждали английские и американские инженеры и ученые.

Она подошла ко мне и спросила: «Вы можете сказать в нескольких словах, что вызывает штопор и каков его механизм?»

«Юная леди, — ответил я, — штопор как любовный роман: вы не замечаете как входите в него, а выйти из него очень трудно!»

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление