Раздел а/д, изучающий вопросы устойчивости рассматривает самолет как объект с неизменной конфигурацией (в т.ч. с неизменным положением поверхностей управления). В классическом понимании устойчивым считается самолет, возвращающийся в исходное состояние сам, без отклонения поверхностей управления.
Это объясняет парадокс «возможность полета на неустойчивом самолете» — при воздействии внешнего возмущения надо при помощи внешнего воздействия отклонять поверхности управления так, чтобы они возвращали самолет в исходное положение (примеры — движение РВ и РН). Это и есть принцип искусственного повышения устойчивости. Первым таким «повышателем устойчивости» стал летчик. Весь в поту, непрерывно двигая ручкой, квалифицированный летчик мог поддерживать установившийся режим полета аэродинамически неустойчивого самолета И-16 (мне точно неизвестны количественные хар-ки устойчивости И-16). На это уходило очень большая часть внимания, времени, усилий, и тем большая, чем хуже был подготовлен летчик. Однако в полете у летчика есть множество других занятий, более важных (рассказать почему). Поэтому, от такого быстро отказались и стали делать аэродинамически устойчивые самолеты.
|
|
С системной точки зрения выход из парадокса выглядит так: нужно изменить систему — добавить в нее контур поддержания устойчивости — летчика. Самолет без летчика — неустойчив, самолет с летчиком — устойчив.
С развитием автоматики появилась возможность передать функции искусственного поддержание устойчивости автоматическим системам и выполнять полет на неустойчивых самолетах или самолетах с пониженной устойчивостью без увеличения нагрузки на пилота. К этому времени появилась необходимость этого. Те же самые конструктивные меры, создающие устойчивость (хвостовое оперение достаточно большой площади) приводят к возникновению т.н. балансировочного сопротивления, и увеличивает профильное сопротивление. Особенно сильно это сказывается на с/з скоростях. Поэтому сейчас существуют самолеты, а/д неустойчивые на д/з скоростях и применяющие СУУ и а/д устойчивые на с/з скоростях. Для исправления локальных нарушений устойчивости применяют АПУС — более простую систему.
С системной точки зрения это выглядит также: самолет без СУУ — неустойчив, самолет с СУУ — устойчив.
Понятие об управляемости.
Важным свойством самолета является управляемость — способность самолета изменять свое пространственное угловое положение в зависимости от перемещения органов управления.
Устойчивость и управляемость тесно связаны между собой.
На устойчивом в продольном канале самолете каждому положению органов управления (РВ/стабилизатора и РУС) при заданной конфигурации соответствует единственное значение угла атаки, что при известных массе и тяге двигателя однозначно определяет режим полета. Чтобы перевести самолет на другой режим полета надо установить органы управления в другое положение. Тогда исходное положение станет неравновесным и самолет под действием сил, поддерживающих устойчивость, перейдет в новое положение и установится в нем без дальнейших воздействий пилота. На неустойчивом самолете так не получится.
|
|
Но, при очень больших запасах устойчивости ухудшаются характеристики переходных процессов, самолет медленнее реагирует на перемещение органов управления, поэтому есть оптимальные значения устойчивости.
Характеристики продольной устойчивости и управляемости самолета.