Как работает курсовая устойчивость: Все минусы ESP: когда обязательно нужно отключать систему курсовой устойчивости — Лайфхак

Содержание

За что отвечает система ESP на «Ладе Весте»? 🦈 avtoshark.com

Обычно отечественный аналог ESP – ЕСЦ на «Весте» работает постоянно. Отключать его рекомендуется для возврата ручного контроля над маневренностью и скоростным режимом автомобиля.

Владельцы «Лады» Vesta сами решают – оснащать свое авто блоком стабилизации и устойчивости ESP (ESC в каталоге АвтоВАЗа) или же отключить предохранитель курсового управления на панели приборов в салоне. Но кто знает, как работает ЕСП на «Весте», обязательно выберет эту опцию из дополнительного списка к базовым настройкам авто.

Что это такое

Electronic stability program (ESP) – система электронного контроля устойчивости, которая срабатывает при опасной траектории движения, принудительно выравнивает положение автомобиля за счет торможения.

Если вы стали владельцем новой машины, протестируйте, как работает ЕСП на «Весте» на сложных дорожных участках. 78% автолюбителей довольны этой опцией. Курсовая устойчивость «Лада Веста» показывает себя при движении по обледенелой дороге, при входе в крутые повороты.

Как работает система ЕСП

Безотказно работает ЕСП на «Весте» при заносах и резких маневрах, не допуская агрессивного неконтролируемого вождения. Компьютерные продольные и поперечные датчики ускорения мгновенно считывают положение машины, распознают потерю устойчивости на дороге, вхождение в опасную траекторию и совместно с АБС (антиблокировочной системой) автоматически сбрасывают скорость, притормаживают, выравнивая положение авто на дороге.

Если отключить ESP на «Весте», тогда не сработает система стабилизации транспортного средства за счет торможения заднего колеса с внутренней стороны и антипробуксовочная система.

Индикатор ESP

Индикатор Vesta ESP (ESC) установлен на панели приборов. Имеется возможность отключить ЕСП на «Весте» в одно нажатие. Как следствие, система не будет ограничивать крутящий момент на ведущих колесах авто, притормаживать, помогая плавно вписаться в поворот, не допуская срыва авто в занос или неконтролируемого скольжения.

Включаться ESC «Лада Веста» может также автоматически при наборе скорости или при очередном включении зажигания. Помните, что желтый цвет индикатора означает отключение ESP на «Весте» – система временно прекращает работать.

Как включить курсовую устойчивость на «Весте»

ЕСЦ как аналог ЕСП входит в базовую комплектацию «Лада Веста». При движении по сложным участкам дороги автоматически работает на «Весте» курсовая устойчивость, базируясь на показаниях датчиков.

ESP входит в базовую комплектацию «Весты»

Электроника на больших скоростях обязательно «вмешается» в управление: ослабит и перераспределит тормозные усилия, уменьшит крутящий момент колес, чтобы вернуть машине безопасную траекторию движения.

Когда надо отключить ЕСП

Обычно отечественный аналог ESP – ЕСЦ на «Весте» работает постоянно. Отключать его рекомендуется для возврата ручного контроля над маневренностью и скоростным режимом автомобиля в следующих случаях:

  • при движении по заснеженной дороге на подъем;
  • по бездорожью после проливных дождей;
  • при затяжном подъеме;
  • при скоростной езде;
  • при участии в любительских гонках на оборудованных треках;
  • на время сложного маневрирования;
  • при потребности осуществить быстрый старт и набор скорости;
  • на участках дороги с песком или мелким гравием.

Помните, что выключение ЕСП на Vesta «Кросс» седан спровоцирует рост процента «работы» водителя рулем и газом на поворотах и крутых спусках-подъемах.

Как отключить курсовую устойчивость на «Весте»

Разработчики Lada Cross заверили автолюбителей, что индикатор ESP можно отключить одним нажатием, не покидая салон. Загораться датчик будет в том случае, если работа системы принудительно завершена.

Если появилось желание выключать ЕСП навсегда, во время длительной остановки или до момента старта:

  1. Загляните под капот и отыщите в монтажном блоке моторного отсека группу предохранителей.
  2. Отключите только один, отвечающий за работу ESC, – F62 (40 A) оранжевый контроллер системы курсовой устойчивости.

Предохранитель ESP

Несложно эту процедуру сделать самостоятельно, без участия автоэлектриков.

Почему не отключается ESP

Сидите в салоне, машинально нажимаете на индикатор, но все равно не отключается ESP на «Весте»? Рекомендуется нажать и удержать кнопку несколько секунд, пока датчик не загорится оранжевым цветом. Система электронного контроля устойчивости может автоматически включаться при резком наборе скорости до 60-70 км/ч.

Экстренное отключение ESP

Экстренное отключение ESP не такое уж и немедленное. Ведь водителю надо будет остановиться, заглушить мотор, выключить зажигание, дать машине остыть, и только в этом случае демонтировать в моторном отсеке один-единственный предохранитель, отвечающий за ESP и АБС.

Можно и в салоне нажать на индикатор, дождаться отключения системы, потом уже осторожно маневрировать, набирая скорость до 40 км/ч и не больше, иначе сработает автоматика.

ESP на «Весте» работает слаженно и имеет кнопку отключения функционала курсовой устойчивости.

Антипробуксовочная система ESP и система курсовой устойчивости ESC

Множество автовладельцев когда-нибудь то видели или слышали аббревиатуры ESP и ESC, у многих на машинах даже есть эти системы, но что же они обозначают, в чем их разница и какой принцип их работы? Давайте попробуем разобраться. Система ESP расшифровывается, как электронная программа устойчивости или Electronic Stability Program, а ESC расшифровывается, как Electronic Stability Control или электронный контроль устойчивости. Как видите суть этих систем одинаковая – не дать машине уйти в занос. Разница между понятиями ESP и ESC заключается в том, что у них разные производители. Систему ESP ставят практически на все известные марки, а систему ESC на марки Hyundai, Kia, Honda. Так же есть еще и другие название этой же системы: DSC, DTSC, VSA, VSC, VDC. Названий то много, а принцип работы один и тот же, с названиями вроде разобрались.

Далее систему курсовой устойчивости будем называть ESP, так как это наиболее известное название системы. Итак, суть ESP состоит в контроле поперечной динамики машины и этим выручает водителя, когда авто пытается уйти в занос, снос или боковое скольжение. Система позволяет сохранить курсовую устойчивость, когда Вы выполняете какой-то маневр, а особенно она востребована на приличных скоростях и на скользком, мокром дорожном покрытии. Немного истории ESP. Система на самом деле не из новых, название ESP было зарегистрировано еще в далеком 1959 году, правда воплотить систему в жизнь получилось только в 1994 году, а с 1995 года на купе Mercedes-Benz CL 600 данная система начала ставиться уже серийно. Потом ее установили на S-class а теперь, в настоящее время, даже бюджетные иномарки имеют эту систему и никто уже ей особо не удивляется.

Как работает система ESP

Система ESP постоянно в работе, когда заведена машина, в независимости от того, что происходит: разгон, замедление или движение накатом. ESP напрямую связана с антиблокировочной системой ABS, антипробуксовочной системой и блоком управления двигателем, без них она просто не способна функционировать. У системы ESP есть свой электронный блок, он все время считывает сигналы с большого количества различных датчиков и их обрабатывает, причем все время – это до нескольких десятков раз в одну секунду и решение этот блок принимает молниеносно, менее, чем за секунду. Дополнительные данные на блок приходит с датчиков: ABS, рулевого колеса и давления в тормозной системе. А самая нужная, самая необходимая и важная информация приходит только с 2-х специальных датчиков: угловой скорости относительно вертикальной оси и поперечного ускорения (обычно его называют G-сенсор). Эти 2 основных датчика и отслеживают боковое скольжение машины на вертикальной оси, далее оценивают его значимость и посылают сигнал электронному блоку ESP. Система курсовой стабилизации в любое время знает, какая скорость у машины, на сколько градусов повернуто рулевое колесо, какие обороты у мотора, происходит занос или нет, в общем, контролирует машину полностью.

Когда тревожные сигналы приходят с датчиков на блок управления ESP, он сразу сравнивает поведение машины в данный момент со своей программой, и если вдруг данные расходятся, то электронный блок понимает, что это экстремальная ситуация и начинает ее исправлять. Чтобы вернуть машину на правильную траекторию ESP начинает притормаживать одно или два, три, четыре колеса, какое именно колесо или колеса необходимо притормозить система определяет самостоятельно, в зависимости от сложившейся ситуации. Само притормаживание колеса происходит при помощи гидромодулятора ABS, который нагнетает давление в тормозной системе. Так же система может понизить крутящий момент путем подачи меньшего количества топлива, используя блок управления двигателем. Рассмотрим ситуацию, допустим Вы проходите поворот на огромной скорости и, в следствии, скользкого дорожного покрытия машину начинает заносить, что же начинает происходить в этот момент? В этот момент на блок управления двигателем подается команда, что надо уменьшить подачу топлива, для снижения крутящего момента, сказано-сделано, крутящий момент уменьшили, но бывает, что и этого не хватает для стабилизации машины, тут то и происходит подтормаживание колес при помощи ABS. Принцип работы системы ESP, как видите достаточно простой и понятный. Так же, если на автомобиле установлена автоматическая трансмиссия с электронным управлением, то система ESP может переключать передачу вниз или даже включать, так называемый “зимний” режим, если конечно он есть у коробки. На картинке ниже показано, как поведет себя автомобиль на скользком покрытии с системой ESP и без нее во время внезапного объезда какого-либо препятствия на дороге в повороте. В данной ситуации препятствие стали дорожные работы и Вы можете сказать, что такое редко бывает, может это и так, но есть и другие похожие ситуации, например, выбежит лось на дорогу или резко выедет машина, поэтому готовым нужно быть ко всему.

Может ли система ESP мешать водителю?

На самом деле для опытных водителей, которые любят ездить на пределе своих возможностей (хотя обычно это гонщики на гоночных треках, но бывают и исключения), система курсовой устойчивости может мешать. Мешать она может в ситуации, если для того, чтобы вытянуть машину из заноса необходимо дать много газу, а электронная система просто не дает этого сделать, по программе она не подает много топлива и уменьшает крутящий момент, который так нужен в этот момент. Для таких водителей в большинстве современных машинах есть кнопка отключения системы ESP, хотя бывает и не кнопка, бывает, что нужно провести целый ряд действий для ее отключения. Так же есть ESP, которые срабатывает не мгновенно, а с маленькой задержкой, давая тем самым водителю немного пошалить на дороге. Конечно, если Вы не гонщик и не слишком опытный водитель, то систему курсовой устойчивости лучше не отключать, безопасность на дороге превыше всего, сами понимаете. С системой ESP можно чувствовать себя на дороге уверенно, куда Вы выворачиваете руль туда машина и едет, хоть ему и придется для этого много чего сделать, но не стоит забывать о том, что данная система не волшебная и обмануть законы физики невозможно, поэтому не нужно лишний раз рисковать. Посмотрев видео ниже, Вы можете увидеть, как ведет себя автомобиль с включенной и отключенной системой ESP:

Avtochanel

Принцип работы системы курсовой устойчивости автомобиля

Похожие статьи

Общий анализ неисправностей

рулевого управления

Основные термины (генерируются автоматически): рулевое управление, рулевое колесо, дорожное покрытие, шаровой шарнир

Многофакторный анализ оценки работоспособности электронных систем управления двигателем (ЭСУД) автомобиля (испытания под нагрузкой).

Улучшение

устойчивости транспортного средства с повышенным…

Данная система является дополнением системы курсовой устойчивости ESP и устанавливается на этапе сборки внедорожников

При определении блоком управления ARP нестабильного положения автомобиля происходит подтормаживание наружного колеса.

Анализ повреждений

рулевого управления современного…

Основные термины (генерируются автоматически): рулевое управление, рулевой механизм, повреждение, управляемое колесо, рулевая тяга, колесный диск

Диагностическая ценность технического состояния электронных систем управления двигателем автомобиля.

Новая схема передачи сигнала от

датчика АБС к
ЭБУ
автомобиля

1. Наличие постоянной электрической связи между датчиком и электронным блоком управления (ЭБУ), которая осуществляется посредством

Рис. 3. Принципиальная схема беспроводной передачи от датчика в ЭБУ автомобиля. Рассмотрим схему более подробно.

Электрический стояночный тормоз | Статья в журнале…

Ключевые слова: электрический стояночный тормоз, блок управления, датчики.

Сигналы этих датчиков используются как самим блоком управления стояночным тормозом, так и системой курсовой стабилизации ESP

.

Уменьшение аварийных ситуаций пассажирских автобусных…

Путем включения в систему управления автомобиля специальных устройств

— система курсовой устойчивости; — система распределения тормозных усилий

Особую роль здесь играет специальный датчик в рулевой колонке, следящий за поворотами рулевого колеса.

Создание робота автономного движения по линии

Ведущие колёса представляют собой автомодельные колёса с шиной диаметром 120 мм и шириной шины 60 мм. Преимущество данной схемы по сравнению с полноприводной в том, что не требуется система рулевого

управления

Выбор оптимального метода диагностирования

рулевого привода…

Двигатель АТС, оборудованного усилителем рулевого управления, должен работать. Рулевое колесо поворачивают до положения, соответствующего началу поворота управляемых колес транспортного средства в одну сторону, а затем — в другую

Электронная почта. Ваш вопрос.

Общий анализ неисправностей

рулевого управления

Основные термины (генерируются автоматически): рулевое управление, рулевое колесо

, дорожное покрытие, шаровой шарнир

Многофакторный анализ оценки работоспособности электронных систем управления двигателем (ЭСУД) автомобиля (испытания под нагрузкой).

Улучшение

устойчивости транспортного средства с повышенным…

Данная система является дополнением системы курсовой устойчивости ESP и устанавливается на этапе сборки внедорожников

При определении блоком управления ARP нестабильного положения автомобиля происходит подтормаживание наружного колеса.

Анализ повреждений

рулевого управления современного…

Основные термины (генерируются автоматически): рулевое управление, рулевой механизм, повреждение, управляемое колесо, рулевая тяга, колесный диск

Диагностическая ценность технического состояния электронных систем управления двигателем автомобиля.

Новая схема передачи сигнала от

датчика АБС к ЭБУ автомобиля

1. Наличие постоянной электрической связи между датчиком и электронным блоком управления (ЭБУ), которая осуществляется посредством

Рис. 3. Принципиальная схема беспроводной передачи от датчика в ЭБУ автомобиля. Рассмотрим схему более подробно.

Электрический стояночный тормоз | Статья в журнале…

Ключевые слова: электрический стояночный тормоз, блок управления, датчики.

Сигналы этих датчиков используются как самим блоком управления стояночным тормозом, так и системой курсовой стабилизации ESP.

Уменьшение аварийных ситуаций пассажирских автобусных…

Путем включения в систему управления автомобиля специальных устройств

— система курсовой устойчивости; — система распределения тормозных усилий

Особую роль здесь играет специальный датчик в рулевой колонке, следящий за поворотами рулевого колеса.

Создание робота автономного движения по линии

Ведущие колёса представляют собой автомодельные колёса с шиной диаметром 120 мм и шириной шины 60 мм. Преимущество данной схемы по сравнению с полноприводной в том, что не требуется система рулевого управления

Выбор оптимального метода диагностирования

рулевого привода…

Двигатель АТС, оборудованного усилителем рулевого управления, должен работать. Рулевое колесо поворачивают до положения, соответствующего началу поворота управляемых колес транспортного средства в одну сторону, а затем — в другую

Электронная почта. Ваш вопрос.

Конструкция самолета

— Что такое боковая, продольная и путевая устойчивость?

Ответ здесь можно найти в Справочнике пилотов по авиационным знаниям (и, возможно, в другом месте) и выглядит следующим образом:

Продольная ось самолета представляет собой более или менее прямую линию, проходящую через носовой обтекатель самолета или ступицу винта и конечную точку фюзеляжа (центр тяжести самолета обычно также располагается вдоль или чуть выше/ниже этой линии). Это ось, вокруг которой катится самолет, управляемый элеронами.Боковая ось параллельна крыльям и проходит через центр тяжести самолета. Это ось, вокруг которой качается самолет, управляемый рулями высоты. Наконец, вертикальная ось является «нормальной» (перпендикулярной во всех направлениях) геометрической плоскости, образованной продольной и поперечной осями, параллельной основному вектору подъемной силы самолета и (в горизонтальном полете) вектору его веса. Это ось, вокруг которой самолет рыскает, управляемый рулем направления.

Вращение вокруг любой оси — это работа одного связанного набора управляющих поверхностей, как указано выше.Стабильность по той же оси, грубо определяемая как удержание этой линии, проходящей через ваш самолет, направленной в одном и том же направлении, является совместной работой двух других поверхностей, но в первую очередь той, которая будет перемещать конечные точки этой оси вверх или вниз относительно самолет. Так, рули высоты обеспечивают боковое вращение для достижения продольной устойчивости, а элероны наоборот.

Немного отличается по вертикальной оси, так как если ваш самолет стабилен как в продольном, так и в поперечном направлении, он также «вертикально устойчив», однако самолет стабилен в продольном и поперечном направлениях, но совершенно неуправляемый, в «плоском штопоре».Таким образом, устойчивость по вертикальной оси является вторичной по отношению к «направленной устойчивости», которая удерживает продольную ось в определенном направлении вдоль геометрической плоскости, образованной поперечной и продольной осями. В этом случае руль направления одновременно контролирует рыскание и обеспечивает курсовую устойчивость.

Помимо управляющих поверхностей, вес и особенно центр тяжести самолета важны для устойчивости. В идеале большинство небольших самолетов наиболее устойчивы в горизонтальном полете, когда центр тяжести самолета находится точно на осевой линии самолета (между кончиком носа и кончиком хвоста) и немного впереди центра подъемной силы самолета (что зависит от угла атаки крыла, но обычно близка к самой толстой точке поперечного сечения крыла).В этой конфигурации, пока самолет движется вперед в обычном режиме, нисходящая струя от крыльев течет через верхнюю часть горизонтального стабилизатора, удерживая нос на одном уровне. В сваливании конфигурация с небольшим утяжелением носа вместе со стабилизаторами в задней части заставит нос мягко указывать вниз, восстанавливая нормальный поток воздуха и позволяя пилоту восстановиться.

Если ЦТ смещен слишком далеко вперед, пилоту потребуется увеличить тангаж или дифферент, чтобы удержать нос на одном уровне. Это уменьшит количество хода, которое он будет иметь для подъема по тангажу, а в сваливании самолет резко опустится, и руль высоты может дать пилоту недостаточное усилие для выхода из пикирования.

Если ЦТ находится слишком далеко от кормы, самолет будет стремиться постоянно задирать нос, и пилоту придется применять руль высоты или триммер вниз. В сваливании самолет с задней ЦТ не будет опускаться, что не позволит пилоту восстановить нормальный обдув крыльев воздушным потоком. Это особенно опасно при нескоординированном стойле, известном как вращение; задний центр тяжести в сочетании с прямой тягой двигателя «стабилизирует» самолет в штопоре и сделает невозможным восстановление.

Если ЦТ находится за пределами осевой линии самолета, самолет будет склоняться к крену в сторону более тяжелой стороны.Это компенсируется элеронами или триммером элеронов, и для большинства повседневных полетов это компенсировать проще всего, но это может вызвать непривычное поведение по крену и склонность к спирали, о чем пилот должен знать и исправлять.

Как стреловидность крыла повышает устойчивость самолета?

Курсовая устойчивость

Когда стреловидное крыло летит в боковом скольжении, наветренная сторона ведет себя как крыло с менее эффективной стреловидностью $\varphi_{eff}$, а подветренная сторона как крыло с более эффективной стреловидностью.Стреловидность крыла вызывает сглаживание наклона кривой подъемной силы по двум причинам:

  1. Эффективный угол атаки уменьшается на косинус угла стреловидности.
  2. Только составляющая скорости, нормальная к линии четверти хорды крыла, создает подъемную силу, поэтому стреловидное крыло создает меньшую подъемную силу на единицу площади, чем прямое крыло.

Увеличенная подъемная сила раскачивает самолет, но также создает повышенное сопротивление, вызванное подъемной силой, которое возвращает его к прямолинейному полету.На приведенном выше эскизе показано это для планера SB-13 с летающим крылом. Этот эффект настолько силен, что стреловидные конфигурации с высокорасположенным крылом нуждаются в угле, чтобы снизить момент качения, вызванный боковым скольжением.

Для полноты добавлена ​​также боковая сила $Y$ фюзеляжа и винглетов, которая показывает, что винглеты очень помогают создать курсовую устойчивость. Это необходимо в случае SB-13, потому что у него почти эллиптическое распределение подъемной силы. Использование треугольного распределения (N9-M) или даже колоколообразного распределения (летающие крылья Horten) позволяет избежать необходимости в законцовках, но вызывает более высокое индуктивное сопротивление при прямолинейном полете.Еще одним недостатком является низкая курсовая устойчивость на высокой скорости, потому что этот эффект стреловидности увеличивается с увеличением коэффициента подъемной силы на внешнем крыле.

Продольная устойчивость Стреловидность крыла

также способствует продольной устойчивости за счет продольного растяжения крыла. Это важно для летающих крыльев, у которых нет отдельной хвостовой поверхности. Изменяя углы закрылков в центре или на концах крыла, подъемная сила в самой передней или самой задней части может быть изменена для управления тангажем, а большая стреловидность увеличивает плечо рычага этих изменений.Также в стреловидных летательных аппаратах естественная статическая устойчивость может быть достигнута без использования рефлекторных профилей, а за счет применения смыва. Опять же, чем больше угол стреловидности, тем меньше требуется размытия.

Слишком большая развертка?

Легко! Стреловидность крыла создает массу проблем:

  1. Sweep уменьшает наклон кривой подъемной силы и максимальную подъемную силу крыла. Максимальное положение при посадке с тонким крылом с большой стреловидностью сильно ограничено зазором законцовки крыла, поэтому для стреловидных крыльев требуются мощные устройства механизации подъемной силы.
  2. Стреловидность приводит к тому, что пограничный слой вымывается наружу, что приводит к нежелательному сваливанию после превышения определенного соотношения удлинения крыла и стреловидности. Это может быть несколько ограничено крыльевыми ограждениями, но лучше вообще избегать этого.
  3. Изменения стреловидности означают, что изгибающие моменты будут частично преобразованы в крутящие моменты, что потребует жесткости крыла на кручение.
  4. Для летающих крыльев стреловидность позволяет центру самолета подниматься и опускаться при изгибе крыла.Это создает сильное взаимодействие между модой быстрого периода (которая лишь умеренно демпфируется в летающих крыльях) с модой изгиба крыла, что приводит к флаттеру.

Зачем вообще подметать крыло?

Как правило, авиаконструктор допускает ровно столько размаха, сколько необходимо. Стреловидность крыла уменьшает лобовое сопротивление, когда самолет летит с околозвуковой или сверхзвуковой скоростью. Теперь эффекты Маха зависят только от нормальной составляющей скорости, поэтому они пропорциональны косинусу угла стреловидности.Для Н9-М это не имело значения, однако В-2 выигрывает от этого с более высоким числом Маха дивергенции лобового сопротивления.

Как Dihedral держит ваши крылья Уровень

Dihedral помогает держать крылья ровно, но как именно это происходит? Это может быть не то, что вы думаете. Давайте взглянем.

Что такое двугранный?

Во-первых, что, черт возьми, такое двугранное? Двугранный угол — это угол наклона крыльев самолета вверх. Посмотрите на фото Boeing 777 ниже:

. Джонатан Паломбо Фотография

Видите, как крылья наклонены вверх? Этот двугранный угол делает 777-й более устойчивым в поперечном направлении или, другими словами, более устойчивым при крене влево или вправо.И не только большие струи имеют такой двугранный угол. Он есть почти на каждом самолете.

Отсутствие стабильности

Итак, зачем самолетам нужен двугранный угол? Если бы на вашем самолете его не было, вы бы потратили много времени на поддержание уровня крыльев. И вот почему:

Когда вы накреняете самолет, вектор подъемной силы наклоняется вместе с ним. И когда это происходит, ваш самолет начинает скользить в том же направлении, в данном случае вправо.

Проблема в том, что если у вас самолет с полностью прямым крылом, то нет силы, которая без вашего вмешательства вернет самолет в полет на уровне крыльев.Хотя это может быть хорошо для пилотажного самолета или истребителя, это не очень желательная характеристика для самолетов или авиалайнеров авиации общего назначения.

Как Dihedral решает проблему

Когда вы добавляете двугранный угол, вы добавляете боковую устойчивость, когда ваш самолет кренится влево или вправо. Вот как это работает: допустим, вы летите, и порыв ветра ударяет в ваш самолет, отбрасывая его вправо. Когда у ваших крыльев есть двугранный угол, происходят две вещи:

1) Во-первых, ваш самолет начинает скользить вправо, что означает, что относительный ветер больше не приближается прямо к самолету, а вместо этого приближается немного справа.Это означает, что есть составляющая относительного ветра, действующая внутрь на правое крыло.

2) Во-вторых, поскольку относительный ветер имеет внутреннюю составляющую, а крылья слегка наклонены вверх, часть относительного ветра ударяет в нижнюю часть нижнего крыла, отталкивая его обратно к уровню крыльев. На самом деле здесь происходит то, что низкорасположенное крыло летит с более высоким углом атаки и создает большую подъемную силу.

Чем больше двугранность самолета, тем сильнее проявляется эффект.Но у большинства самолетов угол наклона составляет всего несколько градусов, чего достаточно, чтобы удерживать крылья на одном уровне во время небольших возмущений, таких как турбулентность или удары по органам управления полетом в кабине.

Двугранный грань стоит

Dihedral не всегда хорош, и, как и почти любой фактор дизайна, он имеет свою цену. В этом случае есть две затраты: увеличение лобового сопротивления и уменьшение скорости крена.

Крылья с двугранным углом не создают вертикальной подъемной силы. Вместо этого есть вертикальная составляющая и горизонтальная составляющая.Поэтому, когда вы летите прямо и горизонтально, ваша подъемная сила не на 100% вертикальна.

И тот же двугранный эффект, который удерживает ваши крылья на одном уровне в турбулентности, работает против вас, когда вы пытаетесь катиться вправо или влево. Когда вы ставите самолет на крен, двугранный эффект постоянно пытается вернуть ваши крылья в горизонтальное положение. С достаточным двугранным углом ваша скорость крена резко снижается.

Все вместе

Двугранный угол — это направленный вверх угол крыльев самолета, который увеличивает боковую устойчивость на крене, заставляя нижнее крыло лететь под большим углом атаки, чем верхнее крыло.На самом деле это означает, что вы можете летать дальше, даже в условиях турбулентности. А стабильный самолет, в котором больше невмешательства, подойдет почти всем, особенно когда вы пытаетесь управлять несколькими вещами в кабине.

Станьте лучшим пилотом.
Подпишитесь, чтобы получать последние видео, статьи и викторины, которые сделают вас более умным и безопасным пилотом.


Управление и устойчивость самолета — Блог аэрокосмической техники Блог аэрокосмической техники

Одним из ключевых факторов успеха братьев Райт в создании первого самолета тяжелее воздуха было их понимание того, что функциональный самолет требует владения тремя дисциплинами:

  1. Лифт
  2. Г.
  3. Управление

В то время как первые два были с некоторым успехом изучены более ранними пионерами, такими как сэр Джордж Кейли, Отто Лилиенталь, Октав Шанют, Сэмюэл Лэнгли и другими, вопрос управления, казалось, отошел на второй план на заре авиации.Несмотря на то, что братья Райт построили свою собственную маленькую аэродинамическую трубу, чтобы экспериментировать с различными формами аэродинамического профиля (освоение подъемной силы), а также построили свой собственный легкий двигатель (улучшая тягу) для летательного аппарата Райт, более серьезной инновацией стала система управления, которую они установили на самолет.

The Wright Flyer: Уилбур делает поворот, используя искривление крыла и подвижный руль направления, 24 октября 1902 года. Приписывается Уилбуру Райту (1867–1912) и / или Орвиллу Райту (1871–1948). [Общественное достояние], через Викисклад.

По сути, самолет маневрирует вокруг своего центра тяжести, и существуют три уникальные оси, вокруг которых он может вращаться:
  1. Продольная ось от носа до хвоста, также называемая осью крена, т. е. перекатывания одного крыла вверх и одного крыла вниз.
  2. Боковая ось от законцовки крыла до законцовки крыла, также называемая осью тангажа, т. е. нос вверх или нос вниз.
  3. Нормальная ось от верха кабины до низа шасси, также называемая осью рыскания, т.е.е. нос поворачивается влево или вправо.

Основные оси самолета (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)], через Wikimedia Commons

В обычном самолете у нас есть горизонтальный руль высоты, прикрепленный к хвосту для управления тангажем. Во-вторых, вертикальное хвостовое оперение имеет руль направления (как на лодке), который контролирует рыскание. Наконец, элероны, прикрепленные к крыльям, могут использоваться для раскачивания самолета из стороны в сторону. В каждом случае изменение положения самолета осуществляется путем изменения подъемной силы над одной из этих поверхностей управления.
Например:
  1. Перемещение руля высоты вниз увеличивает эффективный развал поперек горизонтального хвостового оперения, тем самым увеличивая аэродинамическую подъемную силу в задней части самолета и создавая момент, направленный носом вниз относительно центра тяжести самолета. В качестве альтернативы, движение руля высоты вверх вызывает движение носом вверх.
  2. В случае с рулем направления отклонение руля направления в одну сторону увеличивает подъемную силу в противоположном направлении и, следовательно, поворачивает нос самолета в направлении отклонения руля направления.
  3. В случае с элеронами одна сторона опускается, а другая поднимается, чтобы увеличить подъемную силу с одной стороны и уменьшить подъемную силу с другой, в результате чего самолет катится.

Поверхности управления самолетом Автор Piotr Jaworski (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) через Wikimedia Commons

пионеры авиации. Однако идея наклона самолета для управления его направлением была относительно новой.Это в основном то, что поняли братья Райт. Глядя на Wright Flyer 1903 года, мы ясно видим горизонтальный руль высоты спереди и вертикальный руль направления сзади для управления тангажем и рысканьем. Но большим нововведением стал механизм искривления крыла, который использовался для контроля бокового крена самолета. Посмотрите видео ниже, чтобы увидеть руль высоты, руль направления и механизмы искривления крыльев в действии.


Сегодня многие другие системы управления используются в дополнение к традиционной системе, описанной выше, или вместо нее.Некоторые из них:

  1. Элевоны — комбинированные элероны и рули высоты.
  2. Tailerons — два дифференциально движущихся оперения.
  3. Предкрылки передней кромки и закрылки задней кромки – в основном для увеличения подъемной силы при взлете и посадке.

Но, в конечном счете, действие операции в основном такое же, подъемная сила над определенной частью самолета изменяется, вызывая момент относительно центра тяжести.

Особые состояния элеронов
Два особых состояния возникают при работе элеронов.

Первый известен как неблагоприятное рыскание. Поскольку элероны отклоняются, один вверх и один вниз, элерон, направленный вниз, создает большее аэродинамическое сопротивление, чем элерон, направленный вверх. Это индуктивное сопротивление является функцией подъемной силы, создаваемой аэродинамическим профилем. Проще говоря, увеличение подъемной силы вызывает более выраженную активность по сбрасыванию вихрей и, следовательно, область высокого давления за крылом, которая действует как чистая тормозящая сила на самолет. Поскольку аэродинамический профиль, направленный вниз, создает большую подъемную силу, индуктивное сопротивление соответственно больше.Это повышенное сопротивление элерона, направленного вниз (поднимающееся крыло), отклоняет самолет от курса к этому крылу, которое должно быть уравновешено рулем направления. Специалисты по аэродинамике могут противодействовать неблагоприятному эффекту рыскания, потребовав, чтобы элерон, направленный вниз, отклонялся меньше, чем элерон, направленный вверх. В качестве альтернативы используются элероны Frize, в которых используются элероны с чрезмерно закругленными передними кромками, чтобы увеличить сопротивление направленного вверх элерона и тем самым помочь противодействовать индуктивному сопротивлению направленного вниз элерона другого крыла.Проблема с элеронами Frize заключается в том, что они могут привести к опасным флаттерным вибрациям, и поэтому обычно предпочтение отдается дифференциальному движению элеронов.

Второй эффект известен как реверс элеронов, который возникает в двух разных сценариях.

  • На очень малых скоростях с большими углами атаки, т.е. во время взлета или посадки отклонение элерона вниз может застопорить крыло или, по крайней мере, уменьшить подъемную силу на крыле за счет увеличения эффективного угла атаки за пределы устойчивого уровня (отрыв пограничного слоя).В этом случае направленный вниз элерон производит эффект, противоположный ожидаемому.
  • На очень высоких скоростях полета отклонение элеронов вверх или вниз может создавать большие крутящие моменты вокруг крыла, так что все крыло скручивается. Например, направленный вниз элерон закручивает заднюю кромку вверх, а переднюю вниз, тем самым уменьшая угол атаки и, следовательно, подъемную силу над этим крылом, а не увеличивая ее. В этом случае разработчик конструкции должен убедиться, что жесткость крыла на кручение достаточна для минимизации прогибов под действием крутильных нагрузок или что скорость, при которой возникает этот эффект, находится за пределами расчетного диапазона самолета.

Устойчивость
Что мы подразумеваем под устойчивостью самолета? По сути, мы должны различать устойчивость самолета к внешнему импульсу, с реакцией пилота на возмущение и без нее. Здесь мы ограничимся присущей самолету устойчивостью. Следовательно, самолет считается устойчивым, если он возвращается в исходное состояние равновесия после небольшого возмущающего смещения без вмешательства пилота. Таким образом, реакция самолета возникает исключительно из-за присущей конструкции.При горизонтальном полете мы обычно называем это статической устойчивостью. В действительности самолет является статически устойчивым, когда он возвращается в исходное состояние установившегося полета после небольшого возмущения; статически неустойчивый, когда он продолжает удаляться от исходного установившегося состояния полета при возмущении; и нейтрально устойчивым, когда он остается устойчивым в новом состоянии при возмущении. Второй и более пагубный тип устойчивости — динамическая устойчивость. Самолет может непрерывно возвращаться к исходному установившемуся режиму полета; он может перекорректировать, а затем колебательным образом сходиться к исходной конфигурации; или он может полностью расходиться и вести себя неконтролируемо, и в этом случае пилоту рекомендуется вмешаться.Статическая нестабильность естественным образом подразумевает динамическую нестабильность, но статическая устойчивость обычно не гарантирует динамической устойчивости.

Три случая статической устойчивости: после возмущения по тангажу самолет может быть неустойчивым, нейтральным или устойчивым. Оливье Клейнен через Wikimedia Commons.

Продольная/направленная устойчивость
Под продольной устойчивостью мы понимаем устойчивость самолета вокруг оси тангажа. На характеристики самолета в этом плане влияют три фактора:
  1. Положение центра тяжести (ЦТ).Как правило, чем дальше вперед (к носу) ЦТ, тем более устойчив самолет по тангажу. Тем не менее, положение центра тяжести далеко вперед затрудняет управление самолетом, и на самом деле самолет становится все более тяжелым на носу на более низких скоростях полета, например. во время посадки. Чем дальше назад смещается ЦТ, тем менее статически устойчивым становится самолет. Существует критическая точка, в которой самолет становится нейтрально устойчивым, и любое дальнейшее движение ЦТ назад приводит к неконтролируемому расхождению во время полета.
  2. Положение центра давления (ЦД). Центр давления — это точка, в которой, как предполагается, действуют аэродинамические подъемные силы, если они дискретизированы в одну точку. Таким образом, если ЦТ не совпадает с ЦТ, вокруг ЦТ естественным образом будут индуцироваться тангажные моменты. Сложность в том, что КП не статична, а может перемещаться во время полета в зависимости от угла падения крыльев.
  3. Конструкция хвостового оперения и особенно руля высоты. Как описано ранее, роль руля высоты заключается в управлении вращением самолета по тангажу.Таким образом, руль высоты можно использовать для противодействия любым нежелательным вращениям по тангажу. При проектировании хвостового оперения и самолета в целом крайне важно, чтобы инженеры использовали в своих интересах пассивные возможности восстановления руля высоты. Например, предположим, что угол наклона крыльев увеличивается (нос движется вверх) во время полета в результате внезапного порыва ветра, что приводит к увеличению подъемной силы крыла и изменению положения ЦД. Следовательно, самолет испытывает постепенное изменение момента тангажа относительно центра тяжести, заданного
  4. .

В то же время угол атаки руля высоты также увеличивается из-за возмущения нос вверх/хвост вниз.Следовательно, проектировщик должен убедиться, что инкрементальная подъемная сила руля высоты, умноженная на его расстояние от центра тяжести, больше, чем эффект крыльев, т. е.

.

В результате взаимодействия ЦТ и ЦТ конструкция хвостового оперения сильно влияет на степень статической устойчивости самолета по тангажу. В общем, из-за общей каплевидной формы фюзеляжа самолета ЦТ самолета обычно опережает его ЦТ. Таким образом, подъемная сила, действующая на самолет, всегда будет в той или иной форме вносить дестабилизирующий момент относительно центра тяжести.В основном задача вертикального хвостового оперения (киля) заключается в обеспечении курсовой устойчивости, и без киля большинству самолетов было бы невероятно трудно летать, если не полностью нестабильно.

Боковая устойчивость
Под боковой устойчивостью понимается устойчивость самолета при крене на одно крыло вниз/на одно крыло вверх и наоборот. Когда самолет катится и крылья больше не перпендикулярны направлению гравитационного ускорения, подъемная сила, действующая перпендикулярно поверхности крыльев, также больше не параллельна силе тяжести.Следовательно, качение самолета создает как вертикальную составляющую подъемной силы в направлении силы тяжести, так и горизонтальную составляющую боковой нагрузки, что приводит к боковому скольжению самолета. Если эти нагрузки от бокового скольжения способствуют возвращению самолета в его первоначальную конфигурацию, то самолет является устойчивым в поперечном направлении. Два наиболее популярных метода достижения этого:

  1. Крылья с наклоном вверх, использующие двугранный эффект. Поскольку самолет возмущается в поперечном направлении, кренение в одну сторону приводит к большему углу падения на крыло, обращенное вниз, чем на крыло, обращенное вверх.Это происходит потому, что движение вперед и вниз одного крыла эквивалентно чистому увеличению угла атаки, тогда как движение вперед и вверх другого крыла эквивалентно чистому уменьшению. Следовательно, подъемная сила, действующая на направленное вниз крыло, больше, чем на направленное вверх крыло. Это означает, что, когда самолет начинает крениться вбок, поперечная разница в двух компонентах подъемной силы создает дисбаланс моментов, который имеет тенденцию возвращать самолет к его исходной конфигурации. По сути, это пассивный механизм управления, который не требует запуска пилотом или бортовой электронной системой стабилизации.Противоположный дестабилизирующий эффект может быть произведен за счет направленных вниз угловатых крыльев, но, наоборот, такая конструкция улучшает маневренность.

    Двугранный эффект с боковым скольжением. Рисунок из (1).

  2. Стреловидные крылья назад. Поскольку самолет скользит вбок, направленное вниз крыло имеет более короткую эффективную длину хорды в направлении воздушного потока, чем крыло, направленное вверх. Более короткая длина хорды увеличивает эффективный изгиб (кривизну) нижнего крыла и, следовательно, приводит к большей подъемной силе на нижнем крыле, чем на верхнем.Это приводит к тому же восстанавливающему моменту, который обсуждался выше для двугранных крыльев.

    Эффект закручивания укороченного аккорда. Рисунок из (1).

Стоит отметить, что кренообразное и обратное крыло можно комбинировать для достижения компромисса между устойчивостью и маневренностью. Например, самолет может иметь избыточную конструкцию с крыльями большой стреловидности, при этом часть устойчивости затем устраняется за счет угловой конструкции для улучшения маневренности.

Из Calvin and Hobbes Daily (http://calvinhobbesdaily.tumblr.com/image/137916137184)

Взаимодействие продольной/направленной и поперечной устойчивости
Как описано выше, движение самолета в одной плоскости часто связано с движением в другой. Рыскание самолета заставляет одно крыло двигаться вперед, а другое назад и, таким образом, изменяет относительные скорости воздушного потока над крыльями, что приводит к различиям в подъемной силе, создаваемой двумя крыльями. В результате рыскание связано с вращением. Эти эффекты взаимодействия и сцепления могут привести к вторичным типам нестабильности.

Например, при спиральной неустойчивости взаимодействуют путевая устойчивость рыскания и поперечная устойчивость качения. Когда мы обсуждали поперечную устойчивость, мы отметили, что боковое скольжение, вызванное возмущением качения, создает восстанавливающий момент против качения. Однако из-за курсовой устойчивости он также производит эффект рыскания, который увеличивает крен. Относительная величина боковых и направленных восстанавливающих эффектов определяет, что произойдет в данном сценарии. Большинство самолетов спроектированы с большей курсовой устойчивостью, и поэтому небольшое отклонение в направлении качения может привести к большему крену.Если бы пилот или электронная система управления не уравновешивали его, самолет мог бы войти в постоянно увеличивающийся разворот на пикирование.

Другим примером является голландский кувырок, сложное движение вперед-назад между рысканием и вращением. Если стреловидное крыло возмущается из-за возмущения рыскания, теперь немного более направленное вперед крыло создает большую подъемную силу точно по тому же аргументу , что и в случае бокового взмаха более короткой эффективной хорды и большей эффективной площади воздушного потока. В результате самолет кренится в сторону чуть более направленного назад крыла.Однако такое же направленное вперед крыло с более высокой подъемной силой также создает большее индуктивное сопротивление, которое имеет тенденцию отклонять самолет назад в противоположном направлении. При правильных обстоятельствах эта последовательность событий может увековечиваться, создавая неудобное раскачивающееся движение. Сегодня на большинстве самолетов установлены демпферы в системе автоматического управления для предотвращения этой колебательной неустойчивости.

В этом посте я описал лишь небольшое количество проблем управления, с которыми сталкиваются инженеры при проектировании самолетов.Большинство самолетов сегодня управляются очень сложными компьютерными программами, которые делают потерю контроля или устойчивости маловероятными. Бесплатный самостоятельный «полет по проводам», как его называют, встречается все реже и в основном ограничивается маневрами при старте и посадке. На самом деле, более вероятно, что интерфейс между человеком и машиной станет причиной большинства системных сбоев в будущем.

Каталожные номера

(1) Ричард Бойер (1992). Аэродинамика для профессионального пилота.Airlife Publishing Ltd., Шрусбери, Великобритания.

Нравится:

Нравится Загрузка…

Похожие сообщения

%PDF-1.7 % 518 0 объект > эндообъект внешняя ссылка 518 128 0000000016 00000 н 0000003926 00000 н 0000004162 00000 н 0000004189 00000 н 0000004243 00000 н 0000004279 00000 н 0000004777 00000 н 0000004898 00000 н 0000005015 00000 н 0000005140 00000 н 0000005267 00000 н 0000005431 00000 н 0000005596 00000 н 0000005719 00000 н 0000005844 00000 н 0000005963 00000 н 0000006106 00000 н 0000006250 00000 н 0000006391 00000 н 0000006536 00000 н 0000006659 00000 н 0000006817 00000 н 0000006976 00000 н 0000007144 00000 н 0000007300 00000 н 0000007462 00000 н 0000007617 00000 н 0000007769 00000 н 0000007849 00000 н 0000007929 00000 н 0000008010 00000 н 0000008090 00000 н 0000008170 00000 н 0000008249 00000 н 0000008329 00000 н 0000008408 00000 н 0000008488 00000 н 0000008567 00000 н 0000008647 00000 н 0000008727 00000 н 0000008807 00000 н 0000008886 00000 н 0000008965 00000 н 0000009043 00000 н 0000009122 00000 н 0000009200 00000 н 0000009279 00000 н 0000009357 00000 н 0000009436 00000 н 0000009515 00000 н 0000009594 00000 н 0000009671 00000 н 0000009751 00000 н 0000009831 00000 н 0000009912 00000 н 0000009993 00000 н 0000010073 00000 н 0000010153 00000 н 0000010233 00000 н 0000010313 00000 н 0000010394 00000 н 0000010475 00000 н 0000010782 00000 н 0000011191 00000 н 0000011898 00000 н 0000012547 00000 н 0000012699 00000 н 0000012967 00000 н 0000013322 00000 н 0000013518 00000 н 0000013581 00000 н 0000013985 00000 н 0000014181 00000 н 0000014465 00000 н 0000014807 00000 н 0000014873 00000 н 0000015420 00000 н 0000015523 00000 н 0000015919 00000 н 0000027459 00000 н 0000038265 00000 н 0000048696 00000 н 0000058268 00000 н 0000068844 00000 н 0000078551 00000 н 0000078930 00000 н 0000079097 00000 н 0000079485 00000 н 0000079805 00000 н 0000080014 00000 н 0000091010 00000 н 0000102376 00000 н 0000112831 00000 н 0000129989 00000 н 0000143844 00000 н 0000146648 00000 н 0000146896 00000 н 0000181115 00000 н 0000203055 00000 н 0000204685 00000 н 0000204956 00000 н 0000212121 00000 н 0000212160 00000 н 0000212711 00000 н 0000212855 00000 н 0000227381 00000 н 0000227420 00000 н 0000227956 00000 н 0000228076 00000 н 0000292947 00000 н 0000292986 00000 н 0000293524 00000 н 0000293644 00000 н 0000293746 00000 н 0000293804 00000 н 0000294042 00000 н 0000294164 00000 н 0000294277 00000 н 0000294413 00000 н 0000294546 00000 н 0000294734 00000 н 0000294914 00000 н 0000295140 00000 н 0000295324 00000 н 0000295492 00000 н 0000295602 00000 н 0000003751 00000 н 0000002916 00000 н трейлер ]>> startxref 0 %%EOF 645 0 объект >поток xb«f`P$ ʀ

Что такое эффект киля в аэронавтике?

Помимо того, что самолеты должны выглядеть круто, дизайнеры также хотят, чтобы они хорошо летали.Для этого они усердно работают над созданием устойчивых самолетов. Многие мелочи удерживают самолет в желаемом направлении, о некоторых из которых вы, возможно, никогда не думали или не замечали. Эффект киля — одна из мелочей.

Эффект киля — это конструктивная особенность самолета, придающая ему боковую устойчивость. Другими словами, эффект киля формы самолета удерживает его от качения. Эффект киля помогает самолету лететь прямо вперед, а не входить в поворот каждый раз, когда он сталкивается с небольшой турбулентностью.

Что такое устойчивость самолета?

Стабильность самолета можно описать как его стремление лететь прямо и ровно. Есть два типа стабильности — статическая и динамическая .

Статическая устойчивость — это устойчивость самолета к отклонению от траектории полета. Представьте авиалайнер, летящий на высоте. Если он имеет положительную статическую устойчивость и попадает в неровный участок турбулентности, самолет не будет двигаться очень сильно.Если он имеет отрицательную статическую устойчивость, турбулентность может заставить самолет поворачиваться, набирать высоту или снижаться.

Динамическая устойчивость — это то, что происходит с траекторией полета, если ее потревожить. Если наш авиалайнер ударится о кочку и начнет набор высоты, вернется ли он в горизонтальный полет самостоятельно? Если бы это было так, то он имел бы положительную динамическую устойчивость. Если он продолжит подъем, но с постоянной скоростью, он будет иметь нейтральную динамическую устойчивость. Если бы он продолжал задирать нос и набирать высоту все быстрее и быстрее, пока не остановился бы, его статическая устойчивость была бы отрицательной.

Вы могли бы подумать, что авиаконструкторы хотели бы, чтобы их самолеты были постоянно положительно статически и положительно динамически стабильны, верно? Но на самом деле у каждого самолета есть смесь разных черт для разных целей.

Пилотажный демонстрационный самолет ВВС Национальной гвардии Staudacher S-300

Чем устойчивее самолет, тем труднее маневрировать пилоту. Стабильность связана с управляемостью. Очень устойчивый самолет требует большой работы со стороны пилота, чтобы набрать высоту, развернуться или снизиться.

Таким образом, при проектировании пилотажного самолета положительная устойчивость может быть нежелательной. Если вы проектируете учебный самолет, некоторая устойчивость не помешает. При проектировании большого транспортного самолета может потребоваться еще большая устойчивость.

Эндрю Линнетт Транспортный самолет RAF A400M Atlas

Что такое боковая устойчивость?

Самолет может быть устойчивым или неустойчивым (или отрицательно устойчивым, если хотите) вокруг каждой из трех осей полета.

Три оси полета:

  • Боковая, проходит от законцовки крыла до законцовки крыла
  • Продольная, проходит от носового обтекателя к хвостовому обтекателю
  • Вертикальная, проходит вверх и вниз через ЦТ
FAA Направления движения и оси полета

Однако названия каждого типа устойчивости не относятся к оси движения.Вместо этого их имена относятся к направлению движения, которое они контролируют.

  • Продольная устойчивость заключается в управлении тангажем самолета — движением носа вверх и вниз.
  • Направленная устойчивость заключается в управлении рысканием самолета — его движением носом влево, носом вправо.
  • Боковая устойчивость связана с управлением креном самолета — склонностью крыльев наклоняться в ту или иную сторону.

Для каждого из этих типов устойчивости авиаконструкторы используют функции, которые могут помочь повысить устойчивость.Если самолет во время испытаний демонстрирует плохую устойчивость в одной области, дизайнеры могут внести в конструкцию изменения, чтобы сделать ее лучше.

Продольная устойчивость обычно контролируется весом и балансировкой самолета, а также горизонтальным стабилизатором.

Направленная устойчивость контролируется фюзеляжем и вертикальным стабилизатором, которые удерживают самолет в направлении, в котором он движется.

Боковая устойчивость представляет собой сочетание конструктивных факторов, в том числе килевого эффекта и двугранного угла.

Что такое эффект киля в аэронавтике?

Эффект киля — одна из тех конструктивных особенностей, которая обеспечивает устойчивость самолета. Килевой эффект — это разновидность боковой устойчивости. Самолет с положительной статической устойчивостью благодаря сильному килевому эффекту будет трудно крениться влево и вправо.

«Киль» в эффекте киля похож на киль корабля, который удерживает корабль в том направлении, в котором он пытается двигаться.

Как работает эффект киля?

В самолетах фюзеляж выполняет роль киля.Он удерживает самолет в нужном направлении.

Самолеты с высокорасположенным крылом имеют больший эффект киля, чем самолеты с низкорасположенным крылом. Если самолет взволнован и одно крыло опускается вниз, фюзеляж действует как маятник. По сути, он возвращает самолет в горизонтальный полет.

Эффект киля FAA

Какими еще способами самолет может иметь боковую устойчивость?

Помимо эффекта киля положительной поперечной устойчивости способствуют еще три особенности конструкции самолета. Они бывают двугранными, стреловидными и с развесовкой.

Двугранный

Если вы встанете прямо перед большинством самолетов, вы заметите, что их крылья не прямые. Обычно они немного направлены вверх, так что кончики крыльев выше корней крыльев. Угол, под которым крылья соединяются с фюзеляжем, называется двугранным.

FAA Dihedral

Когда самолет с двугранным углом наклоняется вбок и одно крыло опускается, нижнее крыло получает больший угол атаки. Это приводит к увеличению подъемной силы, что помогает самолету снова начать горизонтальный полет.

Свипбэк

Sweepback — это конструкция самолета с крыльями, передние кромки которых уходят назад, когда они удаляются от самолета. Высокоскоростные самолеты часто имеют гораздо большую стреловидность, чем тихоходные.

FAA Sweepback

Улучшает ли стреловидность боковую устойчивость? Да, но не так сильно, как двугранный.

Как и двугранный, когда самолет со стреловидностью возмущается и сбрасывает крыло в крен, низкое крыло представляет свою переднюю кромку более перпендикулярно воздушному потоку.Это увеличивает создаваемую подъемную силу, поднимая крыло и снова возвращая самолет в горизонтальный полет.

Ссылки ▾

Похожие сообщения

Параметрическое исследование поперечно-направленной устойчивости гиперзвукового волнолета

  • [1] Nonweiler T. R. F., «Аэродинамические проблемы пилотируемых космических аппаратов», Journal of Royal Aeronautical Society , Vol. 63, № 585, 1959, стр. 521–528. https://doi.org/10.1017/S0368393100071662

  • [2] Боукатт К.Г., Андерсон Дж. Д. и Каприотти Д., «Гиперзвуковые волноводы с оптимизированной вязкостью», AIAA, 25-е совещание по аэрокосмическим наукам, , документ AIAA 1987-0272, январь 1987 г.

  • [3] Корда С. и Андерсон Дж. Д., « Оптимизированные вязкостные гиперзвуковые волноводы, спроектированные на основе осесимметричных полей течений», AIAA 26th Aerospace Sciences Meeting , документ AIAA 1988-0369, январь 1988 г.

  • от заданных ударных волн», Труды Первого международного симпозиума по гиперзвуковым волноводам , Univ.Мэриленда, октябрь 1990 г.

  • [5] Роди П. Е., «Метод оскулирующего поля потока для генерации геометрии волнолета», 43-я конференция AIAA по аэрокосмическим наукам и выставка , документ AIAA 2005-0511, январь 2005 г.

  • [6] Корда С., «Вейврайдеры звездного тела с несколькими расчетными числами Маха», Journal of Spacecraft and Rockets , Vol. 46, № 6, 2009. С. 1178–1185. https://doi.org/10.2514/1.43933

  • [7] Лю В., Чжан С.А., Ван Ф. М. и Е З. Ю., «Метод проектирования и оптимизации для гиперзвукового квазиволнового райдера», AIAA Journal , Vol. 58, № 5, 2020. С. 2132–2146. https://doi.org/10.2514/1.J059087

  • [8] Такашима Н. и Льюис М. Дж., «Оптимизация гиперзвуковых круизных аппаратов на основе волноводов с учетом внеплановых соображений», Journal of Aircraft , Vol. . 36, № 1, 1999, стр. 235–245. https://doi.org/10.2514/2.2430

  • [9] Максвелл Дж. Р., «Shapeable Hypersonic Waverider Entry Vehicles», 53-я Совместная двигательная конференция AIAA/SAE/ASEE , документ AIAA 2017-4880, июль 2017 г.

  • [10] Джонсон Д. Б., Томас Р. и Манор Д., «Анализ устойчивости и управления второй ступени Waverider TSTO», AIAA/NAL-NASDA-ISAS 10-я Международная конференция по космическим самолетам и гиперзвуковым системам и технологиям , Документ AIAA 2001-1834, апрель 2001 г.

  • [11] Роди П. Е. и Беннет Г. Дж., «Вейврайдеры с высоким коэффициентом подъемной силы и сопротивления для миссий в марсианской атмосфере», 30-я конференция AIAA по прикладной аэродинамике , документ AIAA 2012-3221, июнь 2012 г.

  • [12] Дин Ф., Лю Дж., Шен С. и Хуан В., «Обзор исследований методологии проектирования волнолета», Acta Astronautica , Vol. 140, август 2017 г., стр. 190–205. https://doi.org/10.1016/j.actaastro.2017.08.027

  • [13] Чжао З. Т., Хуан В., Ян Л. и Ян Ю. Г., «Обзор исследований конфигурации широкополосного волнолета , Прогресс в аэрокосмических науках , Vol. 113, февраль 2020 г., документ 100606. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2020.100606

  • [14] Ciliberti D., Vecchia P.D., Nicolosi F. и Marco A.D., «Направленная устойчивость самолета и конструкция вертикального оперения: обзор полуэмпирических методов», Progress in Aerospace Sciences , Vol. . 95, ноябрь 2017 г., стр. 140–172. https://doi.org/10.1016/j.paerosci.2017.11.001

  • [15] Eggers T., Sobieczky H. и Certer K.B., «Design of Advanced Waveriders with High Aerodynamic Efficiency», AIAA/DGLR 5-я Международная конференция по аэрокосмическим самолетам и гиперзвуковым технологиям , документ AIAA 1993-5141, ноябрь.–дек. 1993.

  • [16] Кокрелл С. Е., Хюбнер Л. Д. и Финли Д. Б., «Аэродинамические характеристики двух гиперзвуковых крейсерских конфигураций, производных от Waverider», NASA TP 3559, июль 1996 г.

  • [17]. Влияние ангедрала и плавников на поперечную устойчивость гиперзвуковых волноводов», 35-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам и выставка , документ AIAA 1997-0191, январь 1997 г.

  • Cones Waveriders in Sub- и Transsonic Flow», 8-я Международная конференция AIAA по космическим самолетам и гиперзвуковым системам и технологиям , документ AIAA 1998-1618, апрель 1998 г.

  • [19] Пезелла Г., Марини М., Чикала М. и Витале А., «Аэродинамические характеристики гиперзвукового летательного аппарата с ГПВРД HEXAFLY», 32-я конференция AIAA по прикладной аэродинамике , документ AIAA 2014-2844, июнь 2014 г.

  • [20] Книттель Дж., «Полеты космических аппаратов с аэродинамической поддержкой с использованием аэрооболочек Hypersonic Waverider», Ph.D. Диссертация, унив. Мэриленда, Колледж-Парк, Мэриленд, 2015.

  • [21] Максвелл Дж. Р., «Морфинговые волноводы для входа в атмосферу», к.Д. Диссертация, Univ. Мэриленд, Колледж-Парк, Мэриленд, 2019.

  • [22] Байкерк Т., Верстрате Д. и Стилант Дж., «Анализ низкоскоростной поперечной аэродинамической и статической устойчивости гиперзвукового волнолета», Aerospace Science and Технология , Том. 98, январь 2020 г., статья 105709. https://doi.org/10.1016/j.ast.2020.105709

  • [23] Менгали Г. и Джульетти Ф., «Единый алгебраический подход к аппроксимации латерально-направленных мод и Критерии отправления», Journal of Guidance, Control and Dynamics , Vol.27, № 4, 2004 г., стр. 724–728. https://doi.org/10.2514/1.6606

  • [24] Истенгель Р. Ф., «Некоторые эффекты изменения параметров на боковую устойчивость самолета», Journal of Guidance, Control, and Dynamics , Vol. 3, № 2, 1980, стр. 124–131.

  • [25] Ливне Р., «Улучшенная буквальная аппроксимация поперечно-направленной динамики жесткого самолета», Journal of Guidance, Control, and Dynamics , Vol. 18, № 4, 1995, с.925–927. https://doi.org/10.2514/3.56682

  • [26] Лутце Ф. Х., Дарем В. К. и Мейсон У. Х., «Унифицированная разработка критериев отклонения в поперечном направлении», Journal of Guidance, Control, and Dynamics , Vol. . 19, № 2, 1996. С. 489–493. https://doi.org/10.2514/3.21644

  • [27] Ананткришнан Н. и Унникришнан С., «Буквальные приближения к динамическим режимам самолета», Journal of Guidance, Control, and Dynamics , Vol. 24, нет.6, 2001 г., стр. 1196–1203. https://doi.org/10.2514/2.4835

  • [28] Филлипс В. Ф., «Улучшенная аппроксимация закрытой формы для голландского крена», Journal of Aircraft , Vol. 37, № 3, 2000. С. 484–490. https://doi.org/10.2514/2.2623.

  • [29] Брайтзамтер С., Цврлье Т., Лашка Б., Хеллер М. и Сакс Г., «Боковое сцепление и нестационарные аэродинамические эффекты гиперзвуковых транспортных средств», Journal of Spacecraft and Rockets , Vol. . 38, нет.2, 2001 г., стр. 159–167. https://doi.org/10.2514/2.3689.

  • [30] Лю В., Чжан С. А. и Ван Ф. М., «Исследование характеристик голландского режима крена для гиперзвукового волнолета», Acta Aerodynamica Sinica , Vol. 35, № 3, 2017 г., стр. 444–453 (на китайском языке).

  • [31] Цзян Ю. В., «Численное решение уравнений Навье–Стокса на обобщенной сетке и его применение», доктор философии. Диссертация, Северо-Западный политехнический университет, Сиань, КНР, 2012 г. (на китайском языке).

  • [32] Лиоу М. С., «Прогресс в направлении усовершенствованного метода CFD-AUSM+», 12-я конференция по вычислительной гидродинамике , AIAA Paper 1995-1701, 1995.

  • Дж. Ф. и Ченг Р. «Быстрая блочная симметричная схема Гаусса-Зейделя снизу вверх для произвольных сеток», AIAA Journal , Vol. 38, № 12, 2000, стр. 2238–2245. https://doi.org/10.2514/2.914

  • [34] Hua R. H., Zhao C. X., Ye Z. Y. и Jiang Y. W., «Влияние упругой деформации на траекторию воздушного разделения», Aerospace Science and Technology , Том.45, апрель 2015 г., стр. 128–139. https://doi.org/10.1016/j.ast.2015.04.015

  • [35] ДиКристина В., «Трехмерный ламинарный переход пограничного слоя на остром конусе 8° на скорости 10 Маха», AIAA Журнал , Том. 8, № 5, 1970, с. 852. https://doi.org/10.2514/3.5777

  • [36] Оберкампф В. Л. и Эшлиман Д. П., «Совместное вычислительное/экспериментальное исследование аэродинамики гиперзвукового транспортного средства, часть 1: экспериментальные результаты», AIAA Journal , Том.30, № 8, 1992, стр. 2000–2009. https://doi.org/10.2514/3.11172

  • [37] Рой С. Дж., Оберкампф В. Л. и МакВертер-Пейн М. А., «Проверка и проверка ламинарных гиперзвуковых полей течения, часть 1: проверка», AIAA Journal , Vol. 41, № 10, 2003, стр. 1934–1943. https://doi.org/10.2514/2.1909

  • [38] Орлик-Рюкеманн К. Дж., «Параметры динамической устойчивости», AGARD CP-235, Нейи-сюр-Сен, Франция, ноябрь 1978 г.

  • [39 ] Лю В., «Исследование оптимизации аэродинамической конструкции и стабильности полета гиперзвуковых волнолета», к.т.н. Диссертация, Северо-Западный политехнический университет, Сиань, КНР, 2018 г. (на китайском языке).

  • [40] Уселтон Б. Л. и Дженке Л. М., «Экспериментальные характеристики демпфирования тангажа и крена ракеты при больших углах атаки», Journal of Spacecraft and Rockets , Vol. 14, № 4, 1977, стр. 241–247. https://doi.org/10.2514/3.57188 ​​

  • [41] Дженке Л., «Экспериментальные характеристики демпфирования крена, магнуса и статической устойчивости двух конфигураций тонких ракет при больших углах атаки (от 0 до 90 градусов ) и числа Маха 0.2–2.5», Arnold Engineering Development Center TR-7658, Arnold AFB, TN, 1976.

  • [42] Октай Э. и Акай Х.У., «CFD-предсказания динамических производных для ракет», 40-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам & Приложение , Документ AIAA 2002-0276, январь 2002 г.

  • [43] Сталакер Дж. Ф. и Робинсон М. А., «Вычисление производных устойчивости вращающихся ракет с использованием неструктурированных декартовых сеток», 20-я конференция AIAA по прикладной аэродинамике, Документ 2002-2802, июнь 2002 г.

  • [44] Мурман С. М., «Подход с пониженной частотой для расчета динамических производных», 43-я встреча AIAA по аэрокосмическим наукам и выставка , AIAA Paper 2005-2005, январь 2005 г.

  • 900 Bhagwanding В. А., «Высокоальфа-прогнозирование демпфирования крена и коэффициентов устойчивости Магнуса для ребристых снарядов», Journal of Spacecraft and Rockets , Vol. 53, № 4, 2016. С. 720–729. https://doi.org/10.2514/1.A33419

  • [46] Голдберг У., Перумян О. и Чакраварти С., «Модель k-ε без расстояния до стены с улучшенной обработкой вблизи стенки», Journal of Fluids Engineering , Vol. 120, № 3, 1998, стр. 457–462. https://doi.org/10.1115/1.2820684

  • [47] Лоббиа М. А. и Судзуки К., «Экспериментальное исследование волнолета со скоростью 3,5 Маха, разработанного с использованием вычислительной гидродинамики», AIAA Journal , Vol. 53, № 6, 2015. С. 1590–1601. https://doi.org/10.2514/1.J053458

  • [48] Мангин Б., Бенай Р., Чанец Б. и Чпоун А., «Оптимизация вязких волноводов, полученных из осесимметричных степенных течений тупого тела», Journal of Spacecraft and Rockets , Vol. 43, № 5, 2006. С. 990–998. https://doi.org/10.2514/1.20079

  • [49] Мирелс Х., «Гиперзвуковой поток над тонкими телами, связанный со степенными шоками», Достижения в области прикладной механики , Vol. 7, Эльзевир, 1962, стр. 1–54.

  • [50] Мерлен А. и Андриаманалина Д., «Аналитические решения для гиперзвукового обтекания тонких степенных тел при малом угле атаки», AIAA Journal , Vol. 30, № 11, 1992, стр. 2683–2693. https://doi.org/10.2514/3.11285

  • [51] Расмуссен М. и Дункан Б., «Гиперзвуковые вейврайдеры, генерируемые степенными ударами», AIAA, 6-я Международная конференция по аэрокосмическим самолетам и гиперзвуковым технологиям, , AIAA Документ 1995-6160, апрель 1995 г.

  • [52] Макруер Д. Т., Ашкенас И.Л. и Грэм Д., Авиационная динамика и автоматическое управление , Принстонский ун-т. Press, Принстон, Нью-Джерси, 1973, с. 354.

  • [53] Мартин Дж. и Симпсон Т., «Использование моделей кригинга для аппроксимации детерминированных компьютерных моделей», AIAA Journal , Vol. 43, № 4, 2005 г., стр. 853–863. https://doi.org/10.2514/1.8650

  • [54] Филлипс В. Ф., «Аналитическое решение для двугранного эффекта крыла», Journal of Aircraft , Vol.

  • Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.