Журнал исследователя


September 18th, 2011

Разъяснения по поводу центровки и суммы моментов. Физика и математика... @ 12:08 pm

В предыдущей статье я написал, что причиной может быть передняя центровка. Сейчас я поясню почему это мнение имеет право на жизнь. Под текстом есть иллюстрация.

Чтобы поднять переднюю стойку на разбеге (создать положительный тангаж и , соответственно, угол атаки - увеличить подъемную силу на крыле), необходимо нарушить баланс моментов вокруг точки касания основных стоек с поверхностью ВПП. Центр тяжести (черный плюс в желтом круге) самолета всегда находится впереди точки приложения подъемной силы и впереди основных стоек на самолетах с носовой стойкой. Нос самолета прижимает сумма моментов Mg (от силы тяжести) и Mp (если двигатели выше продольной оси). Нос самолета стремиться поднять Мстаб (момент от "подъемной силы" стабилизатора, которая направлена вниз). От скорости здесь зависит только момент от стабилизатора. Чем выше скорость, тем выше момент. Причем зависимость в квадрате от скорости . Это означает, что если скорость увеличили в два раза, то при том же угле установки подъемная сила увеличится в четыре раза. Поэтому и существуют углы установки для взлета-посадки и для полета - скорости разные и компенсируют увеличением коэффицента Cy подъемной силы путем изменения угла атаки.

 

При увеличении угла атаки (это угол между продольной осью профиля крыла и направлением воздушного потока - высунули ладонь в окно и вращаем ее плоскость относительно потока) вырастает и сопротивление аэродинамической поверхности (крыла, стабилизатора). Для каждого случая свои коэффициенты, но тенденция общая - сопротивление растет.

После подъема носа самолета центр тяжести становится ближе (в горизонтальной плоскости) к основным стойкам и требуемый момент от стабилизатора уменьшается. Т.е. основное - это "оторвать". В описании МАК примерно тоже самое и наблюдается, после отрыва резкий рост угла тангажа до 200. Это еще один довод в факт "предельно передней центровки".

Как определяется центровка на самолете? Есть некие расчитанные диапазоны и типовые варианты при разном размещении груза и пассажиров. Но, по большому счету, можно сказать, что данные о центровки можно получить только "со слов экипажа". Это то значение, которое написали в документ перед вылетом. Т.е. теоретически, центровка может быть 30% САХ (средней аэродинамической хорды), а написали 20%. Или наоборот. Цифры условные в данном случае. Если мы нарисуем сечение эквивалентного прямоугольного крыла, то расстояние в % от носка и будет этим значением. Чем меньше эта цифра, тем более передняя (смещена в сторону носа самолета) центровка. При проектировании самолета идет расчет на то чтобы центровка была примерно 30%. И расчитываются отклонения при разной загрузке. А на отклонения могут влиять распределение топлива по бакам, размещение пассажиров и груза. Все остальные массы размещены жестко и не перемещаются. При перепланировке/переоборудовании салона должен производится перерасчет. Например, представьте, что мы установили золотой унитаз сразу за кабиной пилотов - центровка становится более передней. Поэтому посчитать центровку задним числом можно только по тем параметрам, которые достоверно известно - исходный планер, компоновка салона и запас топлива в конкретных баках. А где размещались пассажиры и груз - бог его знает...

Эффективность стабилизатора расчитывается при условии что центровка лежит в допустимых пределах.

©Cooper-Johns
 

Comments


Журнал исследователя