Влияние центровки на нагрузку на крыло.
Какбы вот.
Ну не получится хорошо управлять устойчивым самолётом.
Не в смысле красиво, а в смысле малым усилием и быстро.
Полная тавтология.
Короче - что устойчивость, что управляемость - функции от конфигурации самолёта.
ХОРОШ, уже, ерунду “пороть”, что управляемость не зависит от формы(сюда включено всё) рулевых поверхностей.
Уточните, для себя, по книжкам что понимается под управляемостью. Тогда и оцените свои высказывания.
Уточните, для себя, по книжкам что понимается под управляемостью.
За авторитетность источников ничего сказать не могу, просто подряд из поиска.
Рас.
Устойчивость характеризует способность самолета без вмешательства летчика сохранять заданный режим полета.
Управляемость - это способность самолета должным образом реагировать на отклонение летчиком рулей управления
Под управляемостью самолета понимается его способность изменять или восстанавливать равновесие под действием отклонения рулей управления.
Самолеты с малой устойчивостью имеют высокую степень управляемости, так как чтобы вывести самолет из положения равновесия относительно какой либо оси, требуется незначительный момент управления, а, следовательно, очень малое отклонение соответствующего руля. Такими самолетами трудно управлять из-за их повышенной чувствительности к управлению.
И, наоборот, самолеты с большой устойчивостью обладают пониженной степенью управляемости. Для управления таким самолетом значительно возрастают потребные углы отклонения руля, возрастают нагрузки в системе управления. По этой причине возможна потеря управляемости.
— свойство самолета быстро реагировать на действие рулей.
Термин управляемость означает способность самолёта реагировать на отклонения рулей и достигать требуемых параметров движения. Самолёт должен обладать достаточной управляемостью, чтобы выполнить взлёт, посадку и различные манёвры во время полёта.
Между устойчивостью самолёта и его управляемостью существует определённое противоречие. ^ Высокая степень устойчивости означает уменьшенную управляемость.
Отношение статической устойчивости и управляемости показано в следующих четырех рисунках.
За авторитетность источников
И какой же вывод вы делаете из всех этих источников?
И какой же вывод вы делаете из всех этих источников?
Отличий от ого что я сказал не видно.
Если у вас есть, готов почитать для общего образования.
Всё-таки добавлю. Может кто-нибудь прочитает и скажет в чём я не прав, а не просто пошлёт в школу.
- Мы увеличили площадь руля или расходы в 2 раза (здесь и далее цифра примерная). Что получилось?
- руль может создавать в 2 раза большее управляющее воздействие;
- для отклонения руля нужно в 2 раза большее усилие (мне на земле без разницы, а сервы, тяги и петли надо прочнее в 2 раза);
- усилие которое надо приложить к рулю для изменения положения ЛА не изменилось;
- реакция ЛА на максимальное отклонение руля увеличилась в 2 раза вместе с сопротивлением и опасностью словить срыв.
- Добавили на руль компенсатор (рога на хвост, плуг на элероны, и т.д.).
- управляющее воздействие создаваемое рулём не изменилось;
- для отклонения руля нужно в 2 раза меньшее усилие;
- усилие которое надо приложить к рулю для изменения положения ЛА уменьшилось в 2 раза;
- реакция ЛА на максимальное отклонение руля не изменилась.
- Увеличили плечо от руля до ЦТ оставив неизменной центровку.
- управляющее воздействие создаваемое рулём увеличилось;
- усилие требуемое для отклонения руля не изменилось;
- усилие которое надо приложить к рулю для изменения положения ЛА уменьшилось;
- реакция ЛА на максимальное отклонение руля увеличилась, сопротивление и опасность срыва, по-моему, не изменились.
- Поменяли переднюю центровку на заднюю в пределах допуска.
- управляющее воздействие создаваемое РВ увеличилось;
- усилие требуемое для отклонения РВ не изменилось;
- усилие которое надо приложить к РВ для изменения положения ЛА уменьшилось;
- реакция ЛА на максимальное отклонение руля увеличилась, сопротивление и опасность срыва не изменились.
Первый пункт как-то разительно отличается от остальных. Действительно ли самолёт стал управляться лучше?
Первый пункт относится напрямик к 3Д полетам, только каждое действие еще сопровождается поддувом двигателем, который в корне меняет все обтекание в этот момент.
- Добавили на руль компенсатор (рога на хвост, плуг на элероны, и т.д.).
- управляющее воздействие создаваемое рулём не изменилось;
Здесь корректировка. Управляющее воздействие изменилось даже, просто, это следует из названия - раз компенсатор, то он компенсирует, раз компенсирует, значит создает силу, направленную на компансацию чего-либо. Раз создает - значит изменилось.
НО, вы сами как раз и говорите в п.1, что управляемость зависит от формы рулевых поверхностей. НО и сами добавляете, что добиваться изменения управляемости можно не только изменением формы рулевых поверхностей(ваши п.3 и 4), но и другими способами. А это не отменяет, а только расширяет средства воздействия на управляемость/устойчивость.
Управляющее воздействие изменилось даже, просто, это следует из названия - раз компенсатор, то он компенсирует, раз компенсирует, значит создает силу, направленную на компансацию чего-либо.
Сила компенсатора (рога, плуги и ещё на питтсе s2c ость вращения элеронов смещена назад от начала элерона) направлена в ту же сторону что и у рулевой поверхности, только находится по другую сторону петли => уменьшает момент возвращающий руль на место и создаёт дополнительное управляющее воздействие.
Предполагалось что эффективная площадь руля осталась прежней.
НО, вы сами как раз и говорите в п.1, что управляемость зависит от формы рулевых поверхностей. НО и сами добавляете, что добиваться изменения управляемости можно не только изменением формы рулевых поверхностей(ваши п.3 и 4), но и другими способами. А это не отменяет, а только расширяет средства воздействия на управляемость/устойчивость.
Слово “управляемость” я в том посте намеренно не использовал. Мне в универе его значение объясняли совсем не так как его понимаете вы, да и гугль больше со мной согласен, пусть даже разница не кажется вам существенной.
Всё-таки способность создавать усилие и способность на него реагировать, это разные вещи и называть их следует разными именами.
Что из выше перечисленного считать улучшением управляемости для модели не знаю, но живой пилот первому пункту точно не обрадуется.
только каждое действие еще сопровождается поддувом двигателем, который в корне меняет все обтекание в этот момент.
Тогда бы пост стал в 5 раз длиннее и его бы точно никто не прочитал…
Извиняюсь за дубльпостинг, но до завтра ждать не хочу.
Пока листал умные книжки, оформилось в понятные слова чем мне так не нравится вариант с увеличением расходов/площади руля.
Увеличить расходы или площадь в 2 раза, это же то же самое, что просто отклонить ручку полностью, а не до половины, так?
Это тогда получится, что управляемость зависит не от параметров ЛА, а от желания лётчика потянуть за ручку чуть сильнее или чуть слабее >_<
По-моему бред…
А ещё налистал наглядное объяснение управляемости для 1х1 самолёта:
Промежуточного результата в виде создаваемой рулём силы тут нет. Только усилие/перемещение на ручке/серве и отклонение ЛА на выходе.
- Увеличили плечо от руля до ЦТ оставив неизменной центровку.
…
- реакция ЛА на максимальное отклонение руля увеличилась, сопротивление и опасность срыва, по-моему, не изменились.
Если ограничить условия задачи, и ввести критерий реакции ЛА на РВ, в виде радиуса виража, например, при одной и той же скорости, то очевидно:
- опасность срыва уменьшилась за счет вывода стабилизатора из спутного потока
Такое решение характерно для высоко и сверхскоростных планеров.
Дополнительный бонус - снижение сопротивления ЛА потоку, снижение веса стабилизатора, в ряде случаем уменьшение размера стабилизатора/оперения в целом.
Минус - усложнение конструкции и жесткие требования к культуре сборки.
Всё-таки добавлю. Может кто-нибудь прочитает и скажет в чём я не прав, а не просто пошлёт в школу.
- Добавили на руль компенсатор (рога на хвост, плуг на элероны, и т.д.).
- управляющее воздействие создаваемое рулём не изменилось;
- для отклонения руля нужно в 2 раза меньшее усилие;
(3)- усилие которое надо приложить к рулю для изменения положения ЛА уменьшилось в 2 раза;- реакция ЛА на максимальное отклонение руля не изменилась.
kimu, у меня вопрос по выводу (3).
Если предположить, что центровка и плечо остались неизменными (эти случаи, вроде, описаны отдельно), то не совсем понятен вывод (3). Напрашивается - “не изменилось”. Поясните, пожалуйста.
Общее замечание. Понимание устойчивости и управляемости, которое вы отстаиваете я полностью поддерживаю, поскольку оно правильное 😁
Предполагалось что эффективная площадь руля осталась прежней.
- Добавили на руль компенсатор
Слово “добавили”, надеюсь, имеет единственное значение…
Всё-таки способность создавать усилие и способность на него реагировать, это разные вещи и называть их следует разными именами.
Полнейшая тавталогия(в части рассматриваемой темы)!!!
Под этим хочется сказать, что в части самолёта и его управляемости никогда не рассматривается - может ли пилот с некоторым усилием давить на штурвал или нет. Это уже к эргономике.
Увеличить расходы или площадь в 2 раза, это же то же самое, что просто отклонить ручку полностью, а не до половины, так?
Это тогда получится, что управляемость зависит не от параметров ЛА, а от желания лётчика потянуть за ручку чуть сильнее или чуть слабее >_<
По-моему бред…
Ещё раз полнейшая бредятина.
Это не то же самое совершенно.
При увеличении в 2 раза рулевых поверхностей(инженер продумает и добавит либо механическую, либо аэродинамическую компенсацию - чтобы не нагружать дополнительно пилота), при одинаковом управляющем воздействии(взятии ручки на определенный угол) - самолёт будет реагировать совершенно по другому, чем с рулями в 2 раза меньше.
Слово “добавили”, надеюсь, имеет единственное значение…
И в такой простой вещи нашли к чему придраться >_<
никогда не рассматривается - может ли пилот с некоторым усилием давить на штурвал или нет.
Да даже если не пилот, а просто усилие создаваемое рулём.
Есть два самолёта одинаковой массы и разной конструкции.
Первому для изменения положения надо создать рулём силу 10 H, второму для такого же изменения - 20 H.
Какой самолёт лучше управляется, второй который может создать в 2 раза большее усилие, первый который поворачивается в 2 раза меньшим усилием, или они управляются одинаково т.к. результат не отличается?
то не совсем понятен вывод (3). Напрашивается - “не изменилось”.
Имеется в виду усилие на ручке/серве/тяге нужное для изменения положения ЛА на некоторый угол при наличии и отсутствии компенсатора.
Эффективная площадь, как заметили выше, изменилась мало, а сам руль двигать легче => усилие прикладываемое к рулю для поворота ЛА на фиксированный угол уменьшилось.
инженер продумает и добавит либо механическую, либо аэродинамическую компенсацию - чтобы не нагружать дополнительно пилота
А ещё ему придётся усилить подвес руля и проводку управления, скорректировать профиль несущей поверхности, изменить крутильную жёсткость… В общем он построит другой самолёт, а речь изначально шла о простом увеличении площади руля на конкретном самолёте.
Про расходы упоминавшиеся в том же посте что и площадь, и с которого всё это началось, возражений нет?
При увеличении в 2 раза рулевых поверхностей(инженер продумает и добавит либо механическую, либо аэродинамическую компенсацию - чтобы не нагружать дополнительно пилота), при одинаковом управляющем воздействии(взятии ручки на определенный угол) - самолёт будет реагировать совершенно по другому, чем с рулями в 2 раза меньше.
В этом и есть главная причина диаметральности позиций.
kimu, условно “теоретик”, идет от силовых факторов - какое усилие надо создать на управляющей поверхности, чтобы вызвать реакцию системы (и это классической подход к анализу устойчивости/управляемости системы). Вы же подходите с точки зрения “практика” - на сколько надо отклонить ручку для получения такой же реакции системы.
Второй подход субъективен. Возмите например две одинаковые модели, но с разными плечами качалок/кабанчиков. С вашей точки зрения управляемость будет разная. Но на самом деле - нет.
Имеется в виду усилие на ручке/серве/тяге нужное для изменения положения ЛА на некоторый угол при наличии и отсутствии компенсатора.
Эффективная площадь, как заметили выше, изменилась мало, а сам руль двигать легче => усилие прикладываемое к рулю для поворота ЛА на фиксированный угол уменьшилось.
Что-то я запутался, а это не повторение того, что имеется в виду в булете 2 (“- для отклонения руля нужно в 2 раза меньшее усилие;”)?
какое усилие надо создать на управляющей поверхности
Правильно!
И сила, создаваемая управляющей поверхностью на прямую зависит от ее площади. От того, что эта сила должна быть, к примеру, 100Н - нужна определённая поверхность/угол атаки поверхности/профиль поверхности/и т.д. и т.п. И чем какой-то параметр больше, тем быстрее достигается необходимая сила.
Чем быстрее достигается необходимая сила, тем лучше управляемость.
Если не считать силу с которой надо давить на управляющую поверхность, при увеличении площади стабилизатора можно выиграть в увеличении допустимых передней либо задней центровок, и не более, поскольку стаб может на меньших скоростях компенсировать пикирующие/кабирующие моменты.
На бОльших скоростях увеличение ни на что не повлияет, разве что при резком отклонении руля сможет быстрее повернуть ЛА поперёк потока и увеличит шансы разрушения конструкции, в случаях к примеру когда ЛА пытается выйти из пике. Но это сработает если стоят достаточно мощные сервы (или мощный усилитель гидро/электро для реальных ЛА)
Управаляемость ЛА зависит от правильной центровки, формы крыла и плеча стабилизатора. Чем дальше хвост тем больше плечо и легче прокрутить самолёт по оси цетра давления.
так что о чём тут спор не понятно…
а это не повторение того, что имеется в виду в булете 2 (“- для отклонения руля нужно в 2 раза меньшее усилие;”)?
В данном случае да, а вот в первом варианте та же самая зависимость работает наоборот.
Чем быстрее достигается, тем лучше управляемость.
Что достигается? Сила или реакция?
Я выше даже пример привёл.
Всё-таки добавлю. …Первый пункт как-то разительно отличается от остальных. Действительно ли самолёт стал управляться лучше?
Самолет не стал. Уже же определились. Управляемость осталась как была, но появилась возможность им управлять, за счет описанных мероприятий. Это как поставить гидроусилитель на Газ-53. Управление улучшается в разы… спросите у водителей. А центровка и прочие вещи не меняются. Но мы то знаем, что не управляемость увеличилась, а управление улучшилось, Для улучшения управляемости, надо было сместить центровку назад, разгрузить переднюю ось ну или что там еще. Думаю всем уже понятно, что улучшая управление - ломаем самолету хребет, добавляем лишних сил … а улучшая управляемость, обходимся теми силами, что есть меняя, отклик самолета на эти силы. Так? .
И сила, создаваемая управляющей поверхностью на прямую зависит от ее площади.
Это не совсем так. Площадью мы можем регулировать допустимую максимальную силу которую стабилизатор в принципе может приложить к ЛА.
В целом усилие которое передаётся управляющей поверхности стабилизатора по сути является тем же самым усилием которое и меняет тангаж и не зависит от его размера. Зависить может только угол атаки самого стабилизатора, т.е. стабилизатор меньшей площади надо отклонять на больший градус, но при том же усилии. Соответственно запас по усилию стабилизатора маленькой площади меньше чем у большого тк он выйдет раньше на критические углы атаки.
Это не совсем так.
Это так! Поскольку здесь обсуждалось про управляемость, а не в принципе конструкция ЛА, то для изменения траектории, необходимо приложить определенную(для данного конкретного случая(условий полёта)) силу, которую можно создать управляющей поверхностью. И эта сила зависит от управляющей аэродинамической поверхности, где в прямой зависимости стоит площадь данной поверхности.
Это так! Поскольку здесь обсуждалось про управляемость, а не в принципе конструкция ЛА, то для изменения траектории, необходимо приложить определенную(для данного конкретного случая(условия полёта)) силу, которую можно создать управляющей поверхностью. И эта сила зависит от управляющей аэродинамической поверхности, где в прямой зависимости стоит площадь данной поверхности.
В “идеальном” прямолинейном полёте нам не нужен хвост вообще. ЛА может лететь без стабилизатора равномерно - при условии правильной центровки. Но если нам нужно поменять тангаж, нам надо приложить силу на хвост ЛА либо вверх(пикирование) либо вниз(кабрирование).
всё что нам нужно в данном случае, чтобы стабилизатор смог создать достаточную для этого силу. Т.е мы ставим ещё одно крыло на хвост с одинаковым профилем для низа и для верха чтобы меньше мешал в прямолинейном полёте и силу прикладывал в зависимости от угла атаки. Как и в любом и при расчётах настоящего крыла мы получаем обратную зависисмоть размера крыла от скорости полёта: чем больше скорость на которой мы хотим его испльзовать тем меньше нужена площадь и наоборот. Т.е размер стабилизатора мы определяем минимальной скоростью на которой мы можем его использовать при ещё достаточной для управления силе которой он может создавать. тут есть прямая зависимость от допустимых центровок которые мы закладываем в ЛА, поскольку окромя всего нам надо их компенсировать, и при этом сохранить управляемость.
если бы вы написали “И максимальная возможная сила, создаваемая управляющей поверхностью на прямую зависит от ее площади и скорости потока” то я бы полностью согласился с этой зависимостью
или так “И сила, создаваемая управляющей поверхностью на прямую зависит от ее площади , угла атаки и скорости потока”