Поперечная балансировка

Поперечной балансировкой самолета называется такое его состояние, когда действующие на самолет силы не вызывают вращение самолета вокруг продольной оси оx₁.

Для поперечной балансировки в прямолинейном полете необходимо равновесие моментов крена. При этом сумма моментов относительно оси оx₁ должна быть была равна нулю:

При этом сохраняется постоянный угол крена.

Моментами крена на самолете являются (Рисунок12.7):

-момент от подъемной силы правого полукрыла У₁;

-момент от подъемной силы левого полукрыла У₂.

Эти моменты могут изменяться при отклонении элеронов, в полете со скольжением.

-моменты от веса полукрыльев G₁ и G₂.

Эти моменты могут изменяться при неравномерной выработке топлива из баков;

- от реакции вращения воздушного винта (для винтового самолета).

Рисунок 12.7 Реактивный момент воздушного винта

Вследствие вращения воздушного винта самолет находится под действием кренящего момента М_РВ, направленного в сторону, обратную вращению воздушного винта (Рисунок12.7) .

Этот момент называется реактивным или реакцией вращения воздушного винта. Причина возникновения этого момента в том, что при вращении воздушного винта он испытывает со стороны воздушного потока воздействие реактивной пары сил, создаваемой силами сопротивления вращению лопастей (см.тему «Силовая установка самолета», Рисунок4.8).

Реактивный момент, передаваясь через двигатель на самолет, заставляет его крениться в сторону, обратную вращению. При левом вращении воздушного винта самолет будет иметь стремление крениться на правое крыло.

Реакцию вращения воздушного винта можно уравновесить путем отклонения элеронов (Рисунок 12.7), опустив правый элерон и подняв левый.

На некоторых самолетах способ уравновешивания реактивного момента воздушного винта состоит в том, что угол установки того полукрыла, на которое самолет кренится, делают несколько больше, чем для другого крыла.

Путевая балансировка

Путевой балансировкой самолета называется процесс выдерживания путевого равновесия самолета.

Путевым равновесием самолета называется такое его состояние, когда действующие на самолет силы не вызывают вращения самолета вокруг вертикальной оси оy₁.

При этом сохраняется постоянным угол рыскания.

Для сохранения путевого равновесия необходимо, чтобы сумма всех моментов относительно оси оy₁ равнялась нулю (Рисунок 12.8):

Рисунок 12.8 Схема сил и моментов, действующих на самолет относительно оси Y

Самолет находится под действием следующих моментов рыскания:

- от силы лобового сопротивления правого полукрыла Х_пр;

-от силы лобового сопротивления левого полукрыла Х_лев;

-от силы тяги силовых установок Р_пр и Р_лев;

- от влияния струи от винтов силовых установок.

Моменты рыскания создаются в основном силами лобового сопротивления полукрыльев и силами тяги двигателей.

При нарушении аэродинамической или геометрической симметрии самолета силы лобового сопротивления правого и левого полукрыльев станут отличаться по величине и равновесие нарушится. Это происходит, например, при полете с боковым ветром.

Для самолетов с несколькими двигателями, расположенными вдоль оси оZ₁, нарушение путевого равновесия может происходить из-за неодинакового режима работы двигателей. Отказ в работе одного из двигателей приводит к резкому нарушению путевого равновесия.

Под влиянием работы силовой установки самолета в полете возникает заворачивающий момент от закрутки струи винта.

Причина заворачивающего момента заключается в том, что воздушная струя от воздушного винта закручивается и набегает на вертикальное оперение. На нем возникает боковая аэродинамическая сила Z_во, вызывающая разворот самолета (Рисунок12.9).

Вертикальное оперение всегда расположено выше оси фюзеляжа. Поэтому при воздушном винте левого вращения самолет стремится завернуть вправо.

При воздушном винте правого вращения самолет будет заворачивать влево.

Рисунок 12.9 Возникновение заворачивающего момента

Путевое равновесие может быть нарушено также неравномерной выработкой топлива из топливных баков.

Восстановление путевого равновесия осуществляется путем отклонения руля направления в соответствующую сторону.

Вертикальное оперение работает аналогично горизонтальному оперению. Поэтому при отклонении руля направления вертикальное оперение окажется под действием аэродинамической силы Z_В.О..

Момент этой силы стремиться повернуть самолет в сторону, обратную действию неуравновешенных моментов рыскания самолета.

Выводы: -На установившихся режимах полета самолет находится в состоянии равновесия. Условием равновесия является равенство нулю алгебраической суммы сил и моментов этих сил относительно связанных осей;

-В состоянии равновесия самолета сохраняются постоянными скорости, углы тангажа, крена и рыскания;

-Для выдерживания состояния равновесия летчик осуществляет балансировку самолета с помощью органов управления – аэродинамических рулей.

Занятие №23