ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Поперечная стабилизация (стабилизация по крену) из "Управление и стабилизация в аэродинамике " В современных конструкциях летательных аппаратов, предназначенных для полетов с больщими скоростями, стабилизирующие поверхности могут иметь один из следующих профилей треугольный, ромбовидный, трапециевидный и чечевицеобразный (рис. 1.8.5). [c.63] Первые три профиля отличаются простотой изготовления. Преимущество треугольной и ромбовидной форм заключается в придании оперению большей жесткости по сравнению с трапециевидной формой. С точки зрения аэродинамики некоторой выгодой обладает трапециевидный профиль, так как при одинаковой с треугольным и ромбовидным профилями толщине он может обеспечить меньшее сопротивление и большее аэродинамическое качество. У чечевицеобразного профиля сопротивление еще меньше, чем у трапециевидного (при одинаковой относительной толщине). Выбором соответствующих углов заострения передней и задней кромок можно добиться хорощей жесткости крыла. Увеличивая углы заострения передней кромки, следует учитывать возможность возрастания волнового сопротивления, а также повышенную чувствительность режима обтекания к изменению углов атаки. Так, с увеличением углов заострения уменьшаются углы атаки, при которых наступает режим обтекания с отошедшей волной, когда резко возрастает сопротивление, нарушается безотрывный характер течения, что вызывает снижение подъемной силы и, как следствие, ухудшение устойчивости. [c.63] Оперение летательных аппаратов, предназначенных для полетов с дозвуковыми скоростями, обладает не острой передней кромкой, а закругленной. Это обеспечивает плавный характер обтекания и хорошие аэродинамические свойства оперения. [c.63] Отмеченные аэродинамические свойства позволили использовать профили с затупленной задней кромкой для повышения эффективности аэродинамических органов управления, которые, как показали наблюдения, менее чувствительны к неблагоприятному воздействию вибраций. [c.64] При гиперзвуковых скоростях целесообразно применение профилей с затупленной передней кромкой, способствующей снижению тепловых пото-нов от разогретого воздуха к обтекаемой поверхности, что предохраняет от разрушения крыло, оперение или руль с этим профилем. Такой же эффект имеет место в том случае, когда первоначально используется заостренная кромка, которая затем под воздействием высоких температур оплавляется и становится затупленной. [c.64] Таким образом, затупление становится характерной особенностью профиля, определяет его аэродинамические свойства. Как показывают исследования, сопротивление тонкого затупленного профиля клиновидной формы значительно возрастает по сравнению с заостренным, а центр давления перемещается вперед. Эти неблагоприятные явления необходимо учитывать при проектировании органов управления. [c.64] На современных летательных аппаратах используются стабилизирующие поверхности (оперение) самой различной формы в плане. Выбор оперения обусловлен теми же особенностями аппарата, что и профиля. При таком выборе определяется не только контур оперения, но и необходимые геометрические параметры (рис. 1.8.7,а). [c.64] Аэродинамические характеристики оперения зависят для заданной формы в плане и при фиксированной скорости от углов стреловидности у и Хз соответственно передней и задней кромок, относительных размеров корневой и концевой хорд (йкр = Ьцр1Ьср, бкц = кц ср). а также удлинения Хоп- Особенностью оперения является малое удлинение, которое характеризуется значениями Лот меньшими 3-1-3,5. [c.64] Центр давления оперения в практических случаях отсчитывают от начала средней аэродинамической хорды, располагающейся вдоль корневой хорды расположение этого центра весьма слабо чувствительно к изменению формы оперения при сохранении его площади в плане. [c.65] Аэродинамические характеристики оперения при сверхзвуковой скорости существенно зависят от того, является ли передняя кромка дозвуковой или сверхзвуковой. [c.66] Сверхзвуковая передняя кромка лежит вне конуса Маха (рис. 1.8.7,б). Ее обтекание будет носить сверхзвуковой характер, так как нормальная к кромке составляющая скорости набегающего потока больше скорости звука (Есх)п йоо, Ма,71 1). В этих условиях желательно, чтобы кромка была-заострена. [c.66] Исследования показывают, что аэродинамические характеристики оперения зависят также от вида задних и боковых кромок, которые, подобно передней кромке, могут быть дозвуковыми и сверхзвуковыми. При этом распределение давления на оперении внутри угла Маха зависит от характера обтекания концевых участков поверхности. Если боковые кромки дозвуковые (рис. 1.8.7,б), то происходит перетекание воздуха из области повышенного давления в зону меньших его значений и, как следствие, снижение подъемной силы и стабилизирующего момента. Чтобы исключить неблагоприятное воздействие боковой кромки, ее делают сверхзвуковой, размещая вне конуса Маха. По этой же причине может выполняться сверхзвуковой и задняя кромка (рис. 1.8.7,в). [c.66] Из сказанного можно сделать вывод, что при соответствующем выборе формы оперения в плане можно обеспечить необходимые аэродинамические характеристики. При этом разные формы могут быть получены путем соответствующего преобразования треугольного оперения (рис. 1.8.8,а). Положительные качества треугольного оперения определяются стреловидным характером его передних кромок. Исследованиями установлено, что в трансзвуковой области полета центр давления оперения перемещается незначительно, что облегчает стабилизацию. Подъемная сила, а следовательно, и стабилизирующий момент треугольного оперения при той же площади, что-и у обычного стреловидного (рис. 1.8.8,6), будет выше при сверхзвуковых скоростях, так как отсутствует отрицательное воздействие концевых кромок. [c.66] На рис. 1.8.8,3 показана готическая форма оперения (крыла). При одинаковых с треугольным оперением углах атаки оно имеет повышенные коэффициенты подъемной силы. Обтекание такого оперения носит более благоприятный характер, так как отрыв потока начинается позднее. К недостаткам оперения можно отнести более переднее расположение центра давления (или фокуса), что вызвано повышенными аэродинамическими нагрузками на переднюю часть. Более заднее расположение фокуса характерно для серповидного оперения (рис. 1.8.8,и). Особенностью этого оперения является также относительно слабое смещение фокуса в трансзвуковой области полета. [c.68] Сложной формой в плане отличаются стабилизирующие (несущие) поверхности, изображенные на рис. 1.8.8,к, л, м. (с двойной и несколькими стреловидностями, а также с -образной кромкой). На современных сверхзвуковых летательных аппаратах, лишенных специального горизонтального оперения, поверхности с такой формой используются не только для обеспечения необходимой подъемной силы, но и для создания стабилизирующего усилия, придающего статическую устойчивость. [c.68] Для поверхностей с криволинейной формой или многократным изломом кромок характерно в еще большей мере, чем для серповидных поверхностей, относительно стабильное расположение фокуса при переходе от дозвуковых к сверхзвуковым скоростям. Этим поверхностям также свойственно сочетание хороших несущих (стабилизирующих) свойств при небольших скоростях с малым сопротивлением при М 1. [c.68] Для большинства летательных аппаратов должна быть обеспечена их поперечная стабилизация, которая бы устраняла возникший в полете угол крена или сохраняла заданное его значение. Накренение аппарата в полете может произойти от непроизвольного отклонения элеронов или воздействия какого-либо случайного возмущения. Предположим, что накренение произошло на правое крыло (рис. 1.8.9). При этом равновесие нарушится и под воздействием составляющей АК равнодействующей У сил возникает скольжение на опущенное правое крыло под углом 3. Для того чтобы аппарат мог самостоятельно устранить возникший крен, необходимо появление поперечного момента, вызывающего вращение в сторону отстающего крыла. [c.68] При большой стреловидности поперечная статическая устойчивость может оказаться чрезмерно большой, затрудняющей управление по крену. Для обеспечения устойчивости, при которой достигается необходимая управляемость по крену, стреловидное крыло выполняется по схеме обратная 1/-образность . [c.69] Особенностью движения летательного аппарата со скольжением является возможность трансформации сверхзвуковой стреловидной передней кромки отстающего крыла в дозвуковую. При этом подъемная сила у такого крыла может оказаться меньше, чем у выдвинутого вперед. В результате появится момент рыскания в сторону, иротивоположную скольжению, т. е. обратная реакция по крену. [c.70] Вернуться к основной статье