Флаттерное пикирование

Эта книга для дельтапланеристов. Прочитав ее, они смогут расширить свои знания в области аэродинамики гибкого крыла, устойчивости дельтаплана в полете, авиационной метеорологии. Изложенные в книге сведения помогут им рассчитать основные аэродинамические характеристики своих аппаратов, подобр.ать силовую установку для мотодельтаплана и правильно раскроить парус крыла. Особое внимание уделено рассмотрению таких режимов полета, Как флаттерное пикирование и буксирование дельтаплана. Весь материал дается в свете повышения безопасности полетов, для чего в каждой главе приводятся практические рекомендации. [c.2]

Предельно передняя центровка дельтаплана должна быть выбрана так, чтобы предотвратить флаттерное пикирование, особенности которого пока мало известны дельтапланеристам. Как будет показано в гл. Флаттерное пикирование , каждому углу атаки аппарата отвечает единственное положение центра тяжести тела пилета, которое, [c.24]

Первым экспериментальные исследования флаттерного пикирования начал проводить в 1974 г. сотрудник швейцарской фирмы EFE проф. С. Гоуда. Основной смысл полученных результатов сводится к следующему. [c.42]

Исходя из сказанного, можно предварительно заключить, что полет дельтаплана в режиме флаттерного пикирования не является полетом с полным исчезновением подъемной силы и тем более полетом по баллистичес1гОЙ траектории. При флаттерном пикировании сохраняется какой-то остаточный угол атаки, образующий подъемную силу. Тщательные замеры сил и моментов, действующих на гибкое крыло при малых углах атаки, показали [111. что пилоту надо приложить к рулевой трапеции чрезвычайно большое усилие, чтобы вывести дельтаплан из режима флаттерного пикирования. Оно превышает уад1лие, потребное для управления в обычном планирующем полете, в 10—20 раз [c.43]

И.меются еще факторы, усугубляющие опасность флаттерного пикирования (иа них указывает Р. Т. Джонс 113J),—необходимость большого запаса высоты для вывода дельтаплана из флаттерного пикирования и. достаточно высокие перегрузки, особенно если аппарат не имеет горизонтального оперения. [c.43]

Центр давления гибкого крыла. Определение аэроди-налгаческих характеристик и характеристик продольной устойчивости и управляемости при флаттерном пикировании осложняется значительным влиянием гибкости каркаса крыла и самого паруса. [c.43]

Возвращаясь снова рис. 24, можно сделать обобщающий вывод. При уменьшении угла атаки от 45 до примерно 10° центр давления гибкого крыла непрерывно перемещается вперед подобно жесткому крылу. Кривая, перемещения центра давления крыла по углу атаки пмеет левый уклон, что говорит об устойчивости цолета. При углах атаки, меньших 10°, характер кривой меняется — она приобретает правый уклон, что указывает иа неустойчивость полета, лежащую в основе флаттерного пикирования. [c.46]

Как влияет вес пилота па наклон траектории полета в режил1е флаттерного пикирования (см. рис. 27). При увеличении скорости полета уменьшается угол атаки [c.46]

Описанный процесс характерен для любого гибкого крыла, поверхность Которого не подкреплена тем или иным способом. Разным будет только равновесный угол атаки, имеющий значения от 2 до 8° в зависимости от конструктивных особенностей дельтаплана и веса пилота. Таким образом, флаттерное пикирование представляет собой в случае неподкрепленного гибкого крыла очень устойчивый полет по прямолинейной наклонной траектории. Количественно оценить характеристики такого полета моя но только путем числен1йй обработки данных экспериментальных исследований конкретного тина аппарата в аэродинамической трубе. [c.48]

Управляемость дельтаплана в режиме флаттерного пикирования. Как показала практика полетов, попытки вывести обычные, не оборудованные специальными приспособлениями дельтапланы из флаттерного пикирования в режим нормального полета редко заканчивались удачно. Замечено, что несмотря па отчаянные усилдя, прилагаемые пилотами, аппараты обычно не сходили с роковой траектории и со скоростью, свыше 100 км/ч под углом около 45° устремлялись, к земле. [c.48]

Это оставалось загадкой до тех пор, пока не были проведены соответствующие эксперименты. Виновником оказалось необходимое управляющее усилие. В области нормальных планирующих аолетов оно не превышает нескольких килограммов, в то время как во флаттерном пикировании возрастает в 10—20 [11, 25] раз Это явление было названо проблемой усилий , Не всякий пи- [c.48]

Если бы флаттерное пикирование представляло собой неустановившийся процесс, то для наблюдателя оно показалось бы наклоннык полетом со все возрастающей скоростью. Фактически как подобного явления, так и вертикального пикирования на дельтаплане не наблюдалось ни разу. Поэтому траектории флаттерного пикирования следует рассматривать как наклонные тропинки, на которых протекает прямолинейное установившееся движение. [c.49]

Б отличие от установившегося флаттерного пикирова-1ШЯ процесс перехода в такой режим полета цеустано-вшвшнйся. При условии невмешательства пилота он протекает 1 3 с, прв этом аппарат. успевает набрать скорость порядка 100 км/ч и выйти на малые углы атаки. Далее наступает очень устойчивый режим флаттерного пикирования, [c.49]

Ставлена на рис. 28. Для каждого угла атаки пило может занять два положения, в которых создаваемый им продольный момент будет один и тот же. В устойчивом планирующем полете общий цептр тяжести лежит несколько впереди фокуйа и всегда совпадает с центром давления (рис. 29, а). Если центр давлений переместился назад, как показано на рис. 29, б, то пилот имеет воз-можн9сть стабилизировать полет на новом режиме путем отклшения центра тяжести тела на угол к о Такого же эффекта, он добьется, отклонив центр тяжести тела на угол Иг. Для нормального планирующего полета второе решение нереально. При флаттерном пикировании оно может быть использовано (пилот ногами становится на ручку трапеции и что есть силы отжимает ее). [c.51]

Статическая эффективность управления. Под статической эффективностью управления следует понимать отношение а==/(к) или, другими словами, насколько пилоту надо отклонить тело, чтобы угол атаки изменился йа требуемую величину. Эта величина может быть получена непосредственно из диаграммы перемещения тела. Физически статическая эффективность управления представляет собой градиент Подъема или снижения кривой. Если кривая идет вверх очень круто, то небольшому перемещению тела соответствует значительное возрастание угла атаки, т. е. мы имеем хорошую управляемость. Если кривая идет вверх вяло, то управляюхций эффект мал. Далее увидим, что это характерно для флаттерного пикирования. [c.51]

Таким образом, можно констатировать к устойчивому флаттерному пикированию ведут три основных типа неустойчивости дельтаплана вследствие проблемы сил из-за проблемы перемещений тела общая неустойчивость. Все они могут быть выявлены с помощью диаграммы перемещения тела по углу атаки. [c.52]

Кривая для гибкого крыла имеет несколько участков с правым подъемом это говорит об устойчивом состоянии полета. Один такой участок находится в области нормальных углов атаки — от 33 до 20°. В районе 20° на крыле начинаются флаттерные явления, поэтому кривые характеристик жесткого и гибкого крыльев расходятся. Как видно из графика, жесткое крыло вплоть до самых малых углов атаки остается устойчивым, хотя эффективность управления падает, на что указывает довольно пологий характер его кривой при углах атаки от 10 до 5°. У гибкого крыла дело обстоит сложнее. После начала флаттерных явлений крыло стабилизируется па новом режиме, и полет протекает вполне нормально до угла атаки порядка 10°. Здесь будут наблюдаться опадание паруса и потеря продольной устойчивости, поскольку нри данном угле атаки кривая приобретает наклон в другую сторону, т. е. аппарат становится неустойчивым. Процесс затягивания в пикирование, как уже говорилось, быстротечен, после чего наступает устойчивое флаттерное пикирование. Эффективность управления в диапазоне углов атаки от 5 до 0° крайне низкая, о чем говорит пологий характер зависимости при этих углах атаки ( м. рис. 28). [c.53]

ДПТ, изображенная на рис. 28, указывает и на то, что сравнительно безопасный полет с углом атаки 12° и устойчивое флаттерное пикирование с углом атаки 6° разделяет угловое перемещение всего лишь в 6°. Отсюда можно сделать вывод, что выйти из флаттерного пикирования можно, поскольку необходимое для этого перемещение пилота вполне приемлемо. Серьезные затруднения может вызвать лишь значительное возрастание требуемого управляющего усилия. [c.53]

Для нашего аппарата в режиме флаттерного пикирования тоже еуществует проблема усилий, о чем наглядно свидетельствует рис. 31. При полете в области нормальных углов атаки необходимые управляющие усилия не превышают 4% веса пилота, т. е. 3—4 кг, в то время как в режиме флаттерного пикирования они воз- [c.53]

Рис. 31. Зависимость необходимого усилия для продольного управления от угла атакп. Область г — срыва, 2 — нормальных полетов. 3 — перехода во флаттерное пикирование, — установившегося флаттерного пикирования.

Следует сказать несколько слов и об упоминавшейся проблеме перемещений. На рис. 32 изображена зависимость перемещения рук пилота от угла атаки. При обычных углах атаки необходимое перемещение рук составляет в среднем 10 см назад от ручки. По мере, приближения к флаттерному пикированию оно возрастает и [c.54]

Динамика вывода дельтаплана из флаттерного пикирования. Существующие конструкции дельтапланов и подвесных систем не дают возможности пилотам вывести дельтаплан в режим нормального полета, что в основном н было причиной аварий. [c.55]

Вывод дельтаплана из флаттерного пикирования заг висит от знака и величины продольного момента — он дЪлжен быть положите 1 ным, прежде всего при нулевой подъемной силе [26J. Для получения подобного эффекта могут быть использованы горизонтальное оперение или хвостовая часть крыла, с помощью констрзгктивных приспособлений остающаяся отклоненной вверх при опадания паруса на малых зпглах атаки. [c.55]

Фактически минимальная высота, необходимая для вывода дельтаплана из флаттерного пикирования, несколько льше, так как Ф. Ланчеетер не учитывал таких факторов, как аэродинамическое еооротивление, пют дольно демпфирование н момент янерции план . [c.55]

Рис. 33. Влияние аэродинамического сопротивления и нормальной перегрузки на необходимый перепад высот для вывода дельтаплана из флаттерного пикирования.

Рис. 34. Траектории вывода из флаттерного пикирования.

В действительности флаттерное пикирование дельтаплана в силу особенностей гибкого крыла существенно отличается от предсказанного тео рией. На рис. 34 приведен рассчитанный Р. Джонсом ИЗ] и пров,еренный им экспериментально график вывода дельтаплана, из флаттерного пикирования (рис. 34), Из графика следует, что обычный аппарат класса Стандарт требует лдщ вывода из флаттерного пикирования 35—40 м по горАзонтали и до 47 м по вертикали. Ясно, что самым опасным является флаттерное пикирование на малой высоте. [c.56]

Рис. 35. Механизм аэродинамического демпфирования при выводе дельтаплапа из флаттерного пикирования.

Продольный момент, необходимый для вывода дельтаплана из флаттерного питИирования. Для следования по траектории скорейшего вывода из флаттерного пикирования пилот должен создать соответствующий положи- [c.57]

Предположим, что из пикирования выходят два аппарата — балансирный и управляемый аэродинамически. В первом случае пилот отклоняет центр тяжести тела назад на 10% хорды крыла, а во втором — аппарат оснащен цельноповоротным горизонтальным оперением, имеющим 8г. о == 0,1 5, которое пилот отклоняет на 25° вверх. При следовании дельтаплана по траектории скорейшего вывода из флаттерного пикирования в начальный момент времени необходимый положительный продольный момент значительно превышает положительные моменты тангажа, создаваемые как в случае тасто балансирного, так я аэродинамического управления (рис. 36). Как видно Пз графика, перемещение центра тяжести пилота назад создает постоянный положительный продольный момент. То же получается и при аэродинамическом способе управления, хотя здесь полс(Жительный эффект значительно, выше, и, следовательно, можно говорить о предпочтительности аэродинамического управления при выводе дельтаплана из флаттерного пикирования, Кроме того, как доказал У. Филлипс [27], если вывод дельтаплана начинается из положения, когда угол [c.58]

Действующие перегрузки. Пилот сталкивается при выводе из флаттерного пикирования с увеличением действующей на него перегрузки, так как полет совершается в вертикальной плоскости по криволинейной траектории. Попробуем оценить значение этих neperjpyaoK. [c.59]

Из графика (см. рис. 38) следует, что максимальное значение перегрузки при реальных значениях коэффициента аэродинамического сопротивления не превышает 3,5f. Для обычного дельтаплана, управляемого перемещением центра тяжести пилота, по данным работы [13], перегрузка составляет 5,5—6,Og. Это еще раз подтверждает, что при выводе дельтаплана из флаттерного пикирования аэродинамическое управление предпочтительнее балансирного. [c.60]

Хвостовая часть крыла в центральных сечениях должна быть отогнута кверху. Такой S-образный профиль повышает устойчивость дельтаплана в целом и дает возможность вывода его из флаттерного пикирования. Для той же цели служит цельноповоротное горизонтальное оперение, причем его применение, как было показано выше, более предпочтительно. [c.60]

Указанные парашюты опускают на землю пилота вместе с дельтапланом. Это вызвано, во-первых, использованием парашюта на высотах 20—30 м в случае наступления флаттерного пикирования, во-вторых, опасдо-стью запутывания пилота в многочисленных тросах при попытке отцепиться в воздухе и покинуть дельтаплан. Поэтому спасательный парашют крепится или к подвесной системе пилота, или к конструкции аппарата. И пилот, и дельтаплан независимо друг от друга крепятся к фалу спасательной системы. [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...