Курсовая устойчивость: (ESP, DSC, ESC, VSC, VDC, VSA, DSM, DTSC). (ESP, DSC, ESC, VSC, VDC, VSA, DSM, DTSC)?

Содержание

Курсовая устойчивость - Энциклопедия по машиностроению XXL

VW, гидравлический двухконтурный привод с диагональным разделением контуров, с вакуумным усилителем, с АБС, с электронным распределением тормозного усилия (EBV), с электронной системой обеспечения курсовой устойчивости (ESP) тормозные механизмы всех колес - дисковые каждый контур рабочей тормозной системы механический (тросовый) привод тормозных механизмов задних колес  [c.348]
Кузов, установленный на несущей раме шасси грузового автомобиля-тягача, влияет на жесткость автомобиля в целом. Высокая курсовая устойчивость даже при закручивании несущей рамы шасси обеспечивается тем, что балки мостов опираются на листовые рессоры. Таким образом, транспортный грузовой автомобиль с открытой грузовой платформой, мало увеличивающей жесткость кузова в целом, в условиях эксплуатации может изгибаться.  [c.162]

Динамические модели механизмов передвижения см. в работах [5, 18, 29, 30, 33], статистические характеристики поверхностей дорог — в работах [5, 291, исследование курсовой устойчивости и управляемости — в работах [5, 19, 30].  

[c.433]

Эффективность и безопасность эксплуатации полноприводных автомобилей в значительной степени зависят от такого фактора, как устойчивость движения. Обычно рассматривают курсовую устойчивость, устойчивость против заноса и устойчивость против опрокидывания [3, 5]. Курсовая устойчивость имеет важное значение для скоростных автомобилей и автомобилей общетранспортного назначения. Для полноприводных автомобилей, эксплуатирующихся по дорогам различного состояния и рельефа, более важными являются свойства, определяющие их устойчивость против заноса и опрокидывания. Поэтому остановимся лишь на этом вопросе. Боковая устойчивость против заноса может быть нарушена вследствие действия поперечных сил центробежной силы боковой составляющей массы при движении по косогору динамических нагрузок при переезде различных неровностей бокового ветра и др. Наибольшая вероятность потери устойчивости обусловлена центробежной силой и боковой составляющей массы. Рассмотрим движение автомобиля по криволинейной траектории и определим критические условия его боковой устойчивости, т. е. предельно допустимую скорость движения по заносу или опрокидыванию.  

[c.229]

Устойчивость — свойство автомобиля сохранять направление движения (курсовая устойчивость) и противостоять опрокидыванию и заносу.  [c.178]

В случае испытаний автомобилей с прицепом или седельного тягача с полуприцепом строят также характеристику курсовой устойчивости прицепа или полуприцепа (кривая 1 на рис. 8, в) с момента начала поворота рулевого колеса автомобиля-тягача (кривая 2) и характеристику статической курсовой устойчивости прицепа (полуприцепа), представляющую собой график у — Тп = М у) где V — курсовой угол автомобиля — курсовой угол прицепа (полуприцепа) при установившемся движении по дуге окружности (рис. 8, г).  [c.36]


Курсовая устойчивость машины обеспечивается главным образом стабилизацией управляемых колес, т. е. их способностью устойчиво сохранять прямолинейное движение и возвращаться в исходное положение после поворота. Стабилизация управляемых колес достигается соответствующей их установкой.  [c.342]

Стабилизация самолета вокруг главных осей устойчивости. Главными осями устойчивости самолета называются три взаимно перпендикулярные оси, пересекающиеся, в центре тяжести самолета XX — ось поперечной устойчивости УУ — ось курсовой устойчивости 22 — ось продольной устойчивости (см. фиг. I).  

[c.430]

Эти две особенности улучшают курсовую устойчивость автомобиля.  [c.419]

Влияние разных углов установки на курсовую устойчивость и износ шин.  [c.428]

Устойчивость курсового управления 4,5 4,5 4,5 4 4 4  [c.157]

Устойчивость курсового управления при торможении 4 4 4 3,5 3,5 3,5  [c.157]

Поскольку множитель ехр(- у1/Ь) с течением времени стремится к нулю, то скольжение передних колес затухает. Следовательно, курсовое движение троллейбуса в этом случае является устойчивым.  [c.194]

Следует обратить внимание на условность термина путевая устойчивость . Самолет, обладающий путевой устойчивостью, стремится устранить возникший угол скольжения, а не сохранить направление полета. Для выдерживания заданного направления полета требуется вмешательство летчика или работа курсового автопилота.  

[c.168]

Управляемость и курсовую устойчивость автомобилей обычно оценивают по угловым ускорениям управляемых колес и величине отклонения действительной траектории от заданной при выполнении маневра переставка и движении по траектории типа змейки . Дополнительно для оценки курсовой устойчивости  [c.290]

Потеря курсовой устойчивости в результате скольжения колес зависит не от поворачиваемости, а от того какой из мостов начинает скользить раньше. Для упрощения рассмотрим случай, когда можно считать колеса жесткими в боковом направлении. Примем скорость движения троллейбуса fv= oшij и углы поворота управляемых колес постоянными (сс соп 1). Если первым начинает скользить задний мост, то угол увода переднего моста равен нулю у/", = О и боковая сила, действующая на задний мост равны силе сцепления задних колес с дорогой Fg2 — боковую силу, действующую на задний мост, найдем из выражения.  [c.193]

Эксплуатация легкового автомобиля со скоростями более 90 км/ч требует обязательной динамической балансировки колес. При этой балансировке определение необходимой массы и количестве балансировочных грузиков, а также мест их установки производится на специальном стенде. Такую работу нужно доверить работникам специвлизированных СТО или мастерских, потому чго от качества балансировки колес зависит долговечность шин. деталей ходовой части (прежде всего подшипников ступиц колес) и рулевого управления (например, шарниров рулевых тяг), а также характер поведения автомобиля при движении его управляемость, курсовая устойчивость, т.е. безопасность движения.  

[c.133]

IV курс спецкурсы Теория колебаний (60 ч), Основы теории устойчивости движения (48 ч — 32 ч лекций и 16 ч практических заня тий), Избранные вопросы теории колебаний и волн в распределенных системах (32 ч), учебный семинар по динамике систем (32 ч), две курсовые работы, лабораторный практикум (28 ч).  [c.11]

При управлении курсовым углом УэСр только с помощью элеронов продольная ось самолета поворачивается вследствие возникновения момента рыскания, обусловленного скольжением из-за несовпадения вектора скорости с плоскостью симметрии самолета. При малой путевой устойчивости углы скольжения могут достигать значительных величин, что нежелательно, а при полете на малых скоростях (на больших углах атаки) опасно из-за возможности возникновения преждевременного срыва потока. Поэтому иногда применяют координированную систему управления курсом. В этом случае сигнал отклонения курса подается одновременно в канал элеронов и канал руля направления. Первый вызывает накренение самолета и вращение вектора скорости в горизонтальной плоскости, второй — вращение продольной оси самолета в этой же плоскости.  

[c.291]



Курсовая устойчивость и ABS - Клуб Вольво

@Romik1976 написал(а):

А точно отключается у меня антипробуксовка?

Хороший вопрос!

Выключатель STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес)

Выключатель STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) расположен рядом с другими кнопками на нижней секции модуля системы управления микроклиматом (CCM). Функции системы контроля устойчивости и пробуксовки колес могут быть включены и выключены вручную (это применимо только к функции устойчивости с 2003 модельного года включительно). Все функции включаются при включении зажигания. Выключатели имеют зеленый индикаторный светодиод, показывающий положение ВКЛ. (ON). Когда STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) включается или выключается, это подтверждается сообщением в модуле снабжения водителя информацией (DIM). Если функция STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) отключена, другие функции работают нормально.

Примечание На иллюстрации показан выключатель для автомобилей, оборудованных STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес).

Лампы предупреждения

Тормозная система использует четыре лампы предупреждения, расположенные в комбинированной приборной панели.

Лампа предупреждения ABS
Лампа предупреждения ABS показывает неисправность антиблокировочной тормозной системы (ABS).

Лампа предупреждения тормозов
Лампа предупреждения тормозов показывает:

неисправности в работе электронной системы распределения тормозных сил
что уровень тормозной жидкости является слишком низким.

Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес (только автомобили с STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес)), модельный год 1999-2002
Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес горит непрерывно, когда:

STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) отключена, потому что зарегистрирован код неисправности
Система STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) выключена вручную
температура тормозного диска слишком высокая.

Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес мигает, когда:

ведущее колесо начинает пробуксовывать во время ускорения. Модуль управления активируется для возобновления сцепления
превышен предел поперечной устойчивости (автомобиль избыточно или недостаточно поворачивается) при активном управлении поворотом вокруг вертикальной оси.

Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес (только автомобили с STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес)), модельный год 2003-

Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес горит непрерывно при скользкой поверхности дороги.

Лампа предупреждения контроля пробуксовки колес мигает, когда:

имеется вероятность потери сцепления
ведущее колесо начинает пробуксовывать во время ускорения. Модуль управления активируется для возобновления сцепления
превышен предел поперечной устойчивости (автомобиль избыточно или недостаточно поворачивается) при активном управлении поворотом вокруг вертикальной оси.
превышен предел функции стабилизатора поперечной устойчивости и включено активное управление поворотом вокруг вертикальной оси для возобновления сцепления.

Лампа общего предупреждения, модельный год 1999-2002
Лампа общего предупреждения (красная/желтая) загорается только при тех неисправностях в системе управления тормозами, которые отключают экстренное усиление тормозов.

Лампа общего предупреждения, модельный год 2003-

STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес) отключена, потому что зарегистрирован код неисправности

Температура тормозного диска слишком высокая.

Текстовый дисплей, модельный год 2003-
Функция устойчивости отключена вручную при помощи выключателя STC (Система устойчивости и контроля пробуксовки колес)/DSTC (Система динамической устойчивости и контроля пробуксовки колес).

DAF - Система курсовой устойчивости


Что такое "Система курсовой устойчивости"?

Система курсовой устойчивости (VSC) представляет собой электронную систему активной безопасности, которая позволяет водителю сохранить управление автомобилем во время сложных маневров, таких как отклонение от курса при появлении препятствия или затрудненное управление при прохождении неожиданно крутого поворота.
VSC значительно снижает опасность внезапного опрокидывания при повороте или при быстрой перемене полосы движения, особенно это касается автоцистерн и автомобилей с высоким расположением центра тяжести. Во-вторых, система VSC значительно снижает опасность складывания автопоезда.
VSC постоянно сверяет команды, подаваемые водителем (при повороте рулевого колеса) и фактическое направление движения автомобиля. При их несовпадении система VSC автоматически снижает мощность двигателя и при необходимости кратковременно включает тормоза одного или более колес.


Зачем следует устанавливать систему VSC на автомобиль?

Система VSC помогает предотвратить различные виды аварий, однако она особенно эффективна в предотвращении аварий отдельных автомобилей по причине потери управления.
Система VSC поможет сохранить жизни водителя и других участников дорожного движения. Одной только этой причины достаточно для установки системы VSC на грузовик.
Однако имеются и другие. Попавший в серьезную аварию автомобиль в выпуске новостей с названием вашей компании или вашего клиента на нем не улучшит репутацию компании.

Косвенные убытки могут проявиться в различных областях:

  • потеря товара, повреждение товара, задержка поставки
  • восстановление поврежденного автомобиля
  • транспортные пробки и повреждение дорожного покрытия
  • экологический ущерб


Как работает система VSC?

Система VSC использует датчики для определения намерений водителя (датчик угла поворота рулевого колеса) и реакции автомобиля на действия водителя (датчик углового ускорения, датчик поперечного ускорения и датчики скорости вращения колес).
При обнаружении возможности потери управления система VSC автоматически снижает подачу топлива в двигатель и при необходимости включает тормоза на соответствующем колесе (или колесах), чтобы вернуть автомобиль в положение, соответствующее намерению водителя.


Поперечная неустойчивость

Причиной поперечной неустойчивости могут стать скользкое дорожное покрытие или чрезмерная скорость при прохождении поворотов, а также оттягивание автомобиля назад на грунтовых обочинах. При недостаточной поворачиваемости передняя часть автомобиля сдвигается к внешнему краю кривой. Если это положение не исправляется, то автомобиль сходит с дороги. Система VSC включает тормоза на колесах, находящихся на внутренней стороне кривой, чтобы вернуть тягач на необходимую траекторию.
При избыточной поворачиваемости ведомая ось сдвигается к внешнему краю, из-за чего передняя часть автомобиля сдвигается к внутреннему краю кривой. Избыточная поворачиваемость может привести к складыванию автопоезда. VSC компенсирует избыточную поворачиваемость, включая тормоза прицепа (при этом автопоезд "растягивается") и тормоза соответствующих колес тягача (для поддержки управляемых колес).


Вертикальная неустойчивость

Причиной опрокидывания автомобиля может стать высокая скорость при прохождении поворотов съезда с шоссе. Однако оно также может произойти при низкой скорости движения автомобиля в результате слишком быстрого или сильного поворота рулевого колеса водителем. Последнее может произойти при быстрых маневрах по уклонению и смене полосы движения. При опасности опрокидывания система VSC включает тормоза и ограничивает крутящий момент двигателя для снижения скорости движения автопоезда и достижения безопасных условий.

« На главную

Принцип действия системы курсовой устойчивости

Наверное, нет такого автовладельца, который бы не сталкивался с проблемами управляемости автомобиля. В особенности часто заносы отмечаются в зимнее время года, когда дороги покрыты снежной коркой или ледяным настом. Сегодня современные автомобили оснащаются различными системами безопасности, основное назначение которых предотвращения заносов и улучшение управляемости автомобиля.

Система курсовой устойчивости отвечает за управление автомобилем и предотвращает заносы во время движения. Такая система гарантирует необходимую курсовую устойчивость, вне зависимости от маневров, предотвращая срыв в занос и боковое скольжение автомобиля. Использование таких активных систем безопасности позволяет значительно повысить удобство эксплуатации машины. Подобная система стала использоваться на автомобилях относительно недавно, но благодаря своей эффективности и универсальности использования сегодня устанавливается на многих моделях авто, вне зависимости от их класса и стоимости.

Назначение системы курсовой устойчивости

Эта технология использует данные антиблокировочной системы, но при этом обеспечивается активная безопасность более высокого уровня. Фактически, это целый комплекс различных датчиков и технологий, которые и позволяют анализировать положение автомобиля на дороге, внося корректировки в курсовую устойчивость машины.


Упрощённо такая система состоит из следующих элементов:

1. Датчик скорости.

2. Электрогидравлический модуль.

3. Датчик вращения по вертикальной оси.

4. Датчик поворота руля.

5. Блок управления.

Все данные из многочисленных модулей и датчиков стекаются в блок управления, где интеллектуальная логика анализирует положение автомобиля и в зависимости от выявленной опасности принимается решение по подтормаживанию колес, причём могут подаваться сигналы по торможению отдельно на ту или иную ось и даже индивидуально на одно колесо. Такая система предотвращает срыв в занос и боковое скольжение, как при прямолинейном движении, так и при прохождении поворотов.

Современные системы курсовой устойчивости могут не только воздействовать на тормоза, но и активно управляют работой двигателя и автоматической коробки передач. Так в зависимости от полученных данных по состоянию автомобиля такая система может изменять положение заслонки дросселя двигателя, задерживать зажигание на свечах, а также отменять переход автоматической коробки передач на повышенную или пониженную передачу.

Системы курсовой устойчивости премиум-уровня, которые устанавливаются на дорогих автомобилях, также способны корректировать рулевое управление, изменяя угол поворота колеса без участия водителя. Машины, оснащенные активной подвеской, также могут управляться такой системой курсовой устойчивости, которая изменяет жесткость амортизаторов.


Принцип работы системы курсовой устойчивости

Основным назначением такой системы курсовой устойчивости является удержание автомобиля на правильной траектории, при этом нивелируется действие внешних сил. Система динамической стабилизации способна действовать на упреждение, поэтому соответствующие корректировки в работу рулевого управления, двигателя автомобиля и тормозов могут вносится еще до появления первых признаков заноса.

ESP включается при избыточной и недостаточной поворачиваемости. Подобные проблемы с управляемостью отмечаются при недостаточном сцеплении с дорогой, что может отмечаться при превышении скорости входа в поворот или же в зимнее время года, когда дороги покрыты льдом и снегом.

В том в случае, если отмечается снос передней части автомобиля система курсовой устойчивости подтормаживает задние колеса, что позволяет вернуть переднюю ось на необходимую траекторию. Одновременно снижается крутящий момент двигателя, что восстанавливает сцепление автомобиля с дорогой. При наличии сноса задней оси система безопасности подтормаживает переднее колеса, что и позволяет выровнять автомобиль.

Если машина попадает на скользкий участок и отмечается пробуксовка или снос всех четырех колес, то в зависимости от полученных данных с различных датчиков блок управления системы курсовой устойчивости будет подтормаживать различные колеса, одновременно воздействуя на двигатель, что и позволит удержать нужную траекторию движения.


Преимущества и недостатки данной технологии

Если говорить о преимуществах этой технологии это отметим ее высокую скорость срабатывания. Обычно от получения датчиком соответствующих данных об опасности заноса до необходимого срабатывания тормозного механизма проходит около 20 миллисекунд.

Такая система действует плавно и самостоятельно, поэтому водитель узнаёт об электронном вмешательстве в работу машины исключительно по загорающимся индикаторах на приборной панели. Тогда как автомобиль, даже если ему грозит существенная опасность, путем вмешательства такой электронной системы курсовой устойчивости будет всегда держать траекторию, обеспечивая необходимую безопасность водителю и пассажирам автомобиля.

Отдельные модели системы курсовой устойчивости позволяют полностью отключать электронику. Однако многие автопроизводители в целях безопасности пошли на некоторые ухищрения, предложив водителю возможность полностью отключить такого электронного цербера, однако при возникновении заноса система активируется и выравнивает автомобиль.

Если же говорить о недостатках данной системы, то отметим, что обеспечить полную безопасность автомобиля такая система курсовой устойчивости всё же не способна. Вы должны понимать, что если вы попытаетесь войти в крутой поворот на скорости 100 км/ч и даже более, то никакая система курсовой устойчивости не сможет удержать автомобиль на траектории, а машину просто выбросит с дороги. Поэтому водителю необходимо трезво оценивать свои силы и не нарушать элементарные законы физики, что и позволит автомобилю с помощью такой электронной системы всегда держать свою правильную траекторию.

Подобные системы не всегда способны адекватно оценить степень опасности автомобиля, и не позволяют опытным водителям самостоятельно справляться с имеющимся заносом. Так, например, если появился занос, то водитель мог бы поддать газу, что на переднеприводном автомобиле позволит выровнять ушедший в занос задок авто. Однако ESP не позволит сделать этого, а будет пытаться лишь подтормаживанием отдельных осей выправить траекторию машины.

Подобные системы относительно надёжны, и какого-либо специального обслуживания им не требуется. Однако по мере эксплуатации датчики скорости вращения колеса могут выходить из строя, что приводит к необходимости дорогостоящего ремонта, причём выполнить замену таких датчиков могут лишь квалифицированные мастера на СТО.

15.02.2018

Курсовая устойчивость УАЗ Патриот - решение проблемы

Евгений Иванович Богацкий дает общую оценку ключевой проблемы, с которой сталкиваются почти все владельцы автомобиля УАЗ патриот — проблемы курсовой устойчивости и управляемости. В видео рассмотрены основные причины возникновения проблем с курсовой устойчивостью автомобиля УАЗ Патриот, а также пути их решения.

Сегодня я бы хотел высказать свою точку зрения  на ту проблему с которой, пожалуй сталкивался каждый владелец автомобиля УАЗ Патриот - это проблема курсовой устойчивости.

 

Рассмотрим основные причины возникновения проблем с курсовой устойчивостью УАЗ Патриот

 

Огромное влияние на курсовую устойчивость автомобиля УАЗ Патриот имеет правильное шкворневое соединение.  Данная конструкция поворотного кулака  и наконечников рулевых тяг досталась нам по наследству от внедорожных автомобилей, которые выпускались еще с 30-40х годов прошлого века, а такие конструкции характеризуются как часто обслуживаемые, что в современных условиях эксплуатации совершенно неприемлемо. Люфт в шкворневом соединении влечет за собой неправильное положение колес, чрезмерный износ шин, износ приводов, а также износ внутренних элементов поворотного кулака.  

 

Появление люфтов или свободного болтания рулевой тяги вызовет также ухудшение курсовой устойчивости. Это можно будет почувствовать на увеличении свободного хода рулевого колеса, нет четкой информативности рулевого колеса.

 

Следующие элементы оказывают огромное влияние на курсовую устойчивость автомобиля - это сайлентблоки и втулки продольной штанги а также сайлентблоки реактивной тяги она же тяга панара, которые работают вместе и составляют упруго демпфирующие элементы передней подвески.

Выработка сайлентблоков приводит к тому что мост перестает быть жестко закреплен и теряет координацию относительно рамы автомобиля, появляется так называемый эффект подруливания.   

 

Работающие в паре амортизатор и пружина передней подвески - функциональность и работоспособность амортизатора должна гарантировано гасить упругие колебания, которые возникают на пружине.

 

Как может влиять неработоспособная просевшая пружина на курсовую устойчивость?

Случается что пружина потеряла свою упругость, она проседает, за ней тянется кузов к мосту, меняется расположение продольной штанги что вызовет дополнительные нагрузки на сайлентблоки тяги панара и продольной штанги, а как я говорил раньше - состояние сайлентблоков передней подвески играет архиважную роль в курсовой устойчивости автомобиля.  

 

Можно рассмотреть работоспособность пружины по выемке (см видео выше) если резиновый демпфер монотонно серый и грязный то действие и работоспособность пружины находятся в нормальном состоянии а при просевшей пружине происходит к сожалению то что работает резиновый отбойник. Конструкция отбойника такова что порой он может заменять просевшую пружину, водители этого могут не замечать, но замечает мост, чулки которого могут прогнуться.  Чаще всего гнется вот эта малая часть ввиду того что на очень коротком участке вылета из картера переднего моста много сварных элементов и конструкция ослаблена.

 

Любое переоборудование должно носить в себе рациональный характер.

Следующий важный аспект:  Доступность  к переделке не должна перерастать  в безрассудную вседозволенность. Ибо может привести, что чаще всего и бывает, к ухудшению эксплуатационных характеристик.  Например: продаются пружины увеличенной высоты +30,+50мм, но их установка ведет за собой «Выворот» моста, изменяется геометрия передней подвески, изменяются углы положения колес передней оси. Как следствие ухудшение ходовых свойств. А пружины должны продаваться  в комплекте с измененными продольными штангами, а тогда нужны и другие кронштейны, в общем получается длинная цепочка. И чаще всего получается безвозвратно загубленная конструкция.

 

И хотел упомянуть про математическое моделирование. Конструкция подвергается математическому расчету. Далее можно приводить множество примеров, например: передний карданный вал-РК даймос, колеса большего диаметра, а полуось осталась прежней (т.е. нагрузки как на ГАЗ-66, а полуось УАЗ) вот и лопаются или скручиваются в лучшем случае.

 

И еще раз: Необдуманное, технически не оправданное переоборудование автомобиля - несет в себе фатальные изменения в конструкции.

 

Решение проблем с курсовой устойчивостью УАЗ Патриот

 

Осталось рассмотреть 2 элемента задней подвески - это амортизатор в котором особое внимание нужно уделять работоспособности самого амортизатора, состояние нижнего сайлентблока, состояние втулок. Выход из строя сайлентблоков и втулок задних рессор вызывает изменение в положении заднего моста и будет периодически хаотично меняться колесная база автомобиля что также вызовет также определенные трудности в управлении.

 

Рассказав о проблемах, которые влияют на курсовую устойчивость автомобиля УАЗ хотелось бы вкратце затронуть что необходимо сделать чтобы избавиться от этих проблем.

 

1. Шкворневое соединение

Первое - шкворневое соединение - штатная конструкция представляет из себя сферический шкворень с пластиковым вкладышем, конструкция несовершенна и требует частой подтяжки.

Штатная конструкция с пластиковыми вкладышами требует подтяжки в диапазоне  3-5 тысяч километров, а иногда чаще. В качестве альтеранативы используются бронзовые или латунные вкладыши, но которые в корне ситуацию не меняют, а также более кардинальное решение шкворни на подшипниках.            

 

Тема решения проблематики шкворневого соединения автомобиля УАЗ Патриот (читать подробнее) носит фундаментальный характер по данной теме будет отснят отдельный ролик, в котором я наконец таки собираюсь поставить точку в тех диспутах которые связаны с вопросом что же ставить бронзу или шкворень на подшипнике.

 

2. Наконечники рулевых тяг

Второй элемент это наконечники рулевых тяг. Существуют три вида - штатный регулируемый, штатный необслуживаемый, который сейчас серийно устанавливается на автомобили конвейерной сборки и наконечник рулевой тяги от семейства автомобиля газ. Он отличается высокой надежностью и ресурсностью.

 

Наконечник рулевой тяги в сборе он состоит из самого наконечника, в который впрессован шарнир, ну и естественно - чем больше шарнир, тем по большей площади распространяется нагрузка и тем он ресурснее. По своему личному опыту эксплуатации наконечников рулевых тяг от семейства автомобилей ГАЗ могу сказать что ресурсность их однозначно может быть больше 100 тысяч км.

 

Даже если вот сейчас посмотреть - после существенного пробега, то они плотные и тугие.

 

3. Сайлентблоки продольной штанги и реактивной тяги

Третий момент - сайлентблоки продольной штанги и реактивной тяги - при их износе необходима замена - лучше поставить штатные, оригинальные ОАО УАЗ.

Особым образом хотел коснуться изделий из полиуретана - я категорически не рекомендую устанавливать в продольную штангу и в реактивную тягу сайлентблоки созданные на основе полиуретана.

 

Свойства этого материала не совсем подходят к данному соединению, особенно опасно сочетание полиуретановых сайлентблоков если в поворотном кулаке установлено шкворневое соединение на подшипнике. Происходит проявление эффекта вобблинга - в простонародье шимми - хаотичные резонансные проявления элементов передней подвески, что абсолютно негативным образом влияет на курсовую устойчивость и управляемость автомобиля. И это связано не с появлением в шкворневом узле подшипника как узла качения, а именно сайлентблока выполненного на основе полиуретана. Здесь нужно рассматривать и подходить правильно к вообще созданию на базе полиуретана изделий, которые регламентируются как сайлентблок. Потому что если рассмотреть отдельные изделия на основе резины и на основе полиуретана то свойства  идентичных изделий с разным наполнителем будут разные, то есть все расчеты элементов передних подвесок и тех элементов в которые устанавливаются сайлентблоки - они рассчитаны на постановку резинотехнических изделий но никак их заменителей.  

 

В доказательство вышесказанному можно привести тот аргумент, что практически все мировые автопроизводители не применяют на своей продукции изделия из полиуретана.

 

Влияние рулевого демпфера на курсовую устойчивость

 

Вот мы и подошли к тому, о чем наверное многие бы хотели услышать в начале, а я об этом буду говорить в конце - эти два божественные момента называются рулевой демпфер и изменение угла наклона продольного шкворня. Хочу внести некоторые пояснения, но сразу же скажу, что эти вещи придают положительные характеристики исключительно только в том случае если все штатные элементы рулевого управления, шкворневого соединения и элементов передней подвески находятся в технически исправном состоянии.  

 

Рулевой демпфер на УАЗ Патриот необходим для того, чтобы погасить колебания которые воспринимает колесо от неровности дорожного покрытия передаваемое на элементы рулевого управления, но рулевой демпфер ни в коей мере не может погасить те колебания которые присутствуют в элементах шкворневого соединения, элементов подвески и рулевого управления. ибо рулевой демпфер(он же амортизатор двустороннего действия)не работает в высокочастотном диапазоне. Рабочая жидкость и клапана демпфера не так быстродейственны, чтобы погасить такого рода колебания.

 

Принято считать, что если у нас появляется самовозврат руля, то и происходит стабилизация прямолинейного движения, но если присутствуют люфты в шкворневом соединении, шарнирах рулевых тяг, в сайлентблоках элементов передней подвески, то изменение угла наклона шкворня не может благоприятно влиять на курсовую устойчивость, положительный эффект будет достигаться когда все вот эти элементы находятся в работоспособном состоянии.

 

При повороте колеса, с определенным углом кастора возникают боковые силы которые стремятся вернуть колесо в прямолинейное движение, но в прямолинейном движении они его не удерживают, потому что они нулевые. И чем больше угол наклона шкворня, тем эти силы больше, появляется эффект самовозврата руля. наступает момент подмены ценностей, то есть люди путаются в определениях  - то есть не кастор удерживает автомобиль в прямолинейном движении - при определенном угле наклона шкворня возникают силы которые выталкивают из бокового положения колеса в прямолинейное, но не удерживают их, потому что в прямолинейном движении силы эти они равны нулю.

 

И поэтому говорить о том, что кастор удерживает или каким то образом влияет на курсовую устойчивость нельзя, он влияет на эффективность самовозврата руля.

 

Пойдя по пути решения вопросов курсовой устойчивости УАЗ Патриот путем установки дополнительных  устройств таких как установка рулевого демпфера (читать подробнее), изменение угла кастора вы маскируете тем самым эти проблемы, но проблему они не решают у вас как были люфты и износ они так и продолжают оставаться. И решить данные проблемы можно будет только путем ремонта, замены изношенных деталей а уже потом можно дополнительно установить и рулевой демпфер и изменить угол кастора, только тогда вы и почувствуете всю прелесть эксплуатации технически исправного автомобиля, плюс еще модернизированного, с улучшенными характеристиками.

 

Канты беговых лыж и курсовая устойчивость на жесткой трассе

В статье рассказали, зачем нужны канты на лыжах, чем отличаются канты на горных лыжах от беговых и что влияет на курсовую устойчивость беговых лыж.

Что такое кант на лыжах

Кант на беговых лыжах — выпирающая кромка на стыке боковины и скользящей поверхности лыжи. На горных лыжах и сноубордах кант делается из металлической вставки, которую нужно периодически точить. Без острого канта горные лыжи становятся неуправляемы на склоне.

Металлический кант на горных лыжах. Источник: ericwomer.files.wordpress.com

Внимание к кантам беговых лыж пришло из горных. Если посмотреть историю, многие технологии горных лыж постепенно перешли в беговые. Но действительно ли нужны канты в лыжных гонках?

Зачем нужен кант на беговых лыжах

На беговых лыжах тоже есть кант из-за схожей технологии производства. Все компоненты лыж укладываются на пресс-форму и спекаются. Из-за такой технологии по бокам остаются выступы, которые производитель шлифует. От этого и зависит размер выпирающего канта на лыжах. Это не специальная задумка, а побочный продукт технологии изготовления лыж. Хотя, некоторые производители выдают кант как свое особое преимущество.

Процесс изготовления можете увидеть на видео с производства лыж Atomic.

 

В горнолыжке незаточенный кант равен его отсутствию. Неострый кант ломает технику прохождения спуска, ухудшает результат на соревнованиях, такое катание может быть опасно для жизни. Профессионалы затачивают канты после каждой тренировки, любители делают это реже.

У лыжников гонщиков срабатывает простая логическая связь: если в горных лыжах кант так важен, наверняка, он нужен и в беговых. Многие лыжники любители уверены, что сильно выпирающий кант влияет на стабильность лыжи при коньковом ходе. Уделяют этому много внимания и даже пытаются наточить кант беговых лыж.

Однако, в горных и беговых лыжах совершенно разные условия и техника прохождения дистанции.

Источник: Emma Paillex on Unsplash

На горных лыжа и сноубордах кант точится под определенными углами, в зависимости от нужных характеристик.

Канты на горных лыжах. Источник: sport-marafon.ru

В беговых лыжах пластик скользящей поверхности слишком мягкий, чтобы пробивать лед или плотный слой снега. Кант быстрее сам сточится об лед, чем поможет на нем удержаться. Очевидно, канты беговых лыж не предназначены для этого.

Даже если предположить, что кант делают специально для курсовой устойчивости, возникает несколько вопросов:

  1. Зачем нужны канты на классических лыжах?
  2. Почему не все бренды делают лыжи с сильно выступающими кантами? Например, Fischer — самый известный бренд беговых лыж, не делает канты даже на самых дешевых лыжах.

Эти вопросы только подтверждают наши выводы об особенностях производства.

Влияет ли кант на курсовую устойчивость беговых лыж

Если кратко: нет, устойчивость беговых лыж не зависит от наличия канта.

На курсовую устойчивость беговых лыж влияют:

  1. жесткость лыж
  2. владение техникой хода
  3. подходящая эпюра (изгиб) для плотности трассы
  4. баланс при установке креплений

Фаза проката на одной ноге

В лыжных гонках при правильной технике лыжник скользит не на канте, а на всей поверхности лыжи. При таком скольжении кант не влияет на устойчивость, потому что никак не взаимодействует с поверхностью. Поэтому, если лыжа «рыскает» под вами во время проката на одной ноге:

  1. работайте над техникой: перемещение центра тяжести, равновесие, развитие мышц-стабилизаторов;
  2. проверьте, правильно ли подобрана жесткость лыж под ваш вес.

Фаза отталкивания

Лыжа проскальзывает вбок при отталкивании, если она не нагружена массой тела. Ваш центр тяжести не перемещается с одной лыжи на другую, а зависает где-то между ними. Как любят говорить тренеры: «центр тяжести болтается между ног».

Отталкиваясь ненагруженной лыжей, просто шкрябаете по снегу. В этом случае кант тоже не сможет вам помочь. Обратите внимание на схему. Вектором показано направление отталкивания. Чтобы кант зацепился за поверхность, нужно или прилагать усилие в противоположном направлении, либо увеличивать угол уклона (что и происходит в горнолыжном спорте).

В случае с беговыми лыжами угол обычной лыжи без канта работает так же, как выпирающий пластиковый кант. Если правильно переместить центр тяжести и нагрузить лыжу массой тела, можно нормально оттолкнуться даже на очень жесткой трассе.

Что если на беговых лыжах сточился кант

Сточившиеся канты — это не причина потери устойчивости, а следствие неправильной техники или неправильно подобранной жесткости лыж. Все, что от вас нужно в этом случае — работать над техникой или поменять лыжи на более жесткие.

Нужно ли точить канты на беговых лыжах?

Нет. Канты беговых лыж не предназначены для заточки. А вот отремонтировать глубокие повреждения канта будет полезно.

Источник: Aaron Doucett on Unsplash


Занимайтесь спортом, двигайтесь и путешествуйте! Подписывайтесь на нас в Instagram, Telegram, ЯндексДзен и Вконтакте.

Динамика машинно-тракторных агрегатов: курсовая устойчивость с несимметрично присоединенным полунавесным плугом | Горин

1. Белоусов Б.Н., Попов С.Д. Колесные транспортные средства особо большой грузоподъемности. Конструкции. Теория. Расчет. М.: МГТУ им. Баумана, 2006. 728 с

2. Горин Г.С. Тяговая динамика, поворачиваемость и силовые потоки мобильных тяговоэнергетических средств. Минск: Наука и техника, 2013. 373 с

3. Горин Г.С. Общая и тяговая динамика подрессоренного гусеничного трактора с задненавешенным орудием. Кинематика // Агропанорама. 2013. N4. С. 3-7

4. Горин Г.С. Общая и тяговая динамика подрессоренного гусеничного трактора с задненавешенным орудием. Динамика //Агропанорама, 2013. N5. С. 2-6

5. Горин Г.С., Годжаев З.А., Головач В.М., Кузьмин В.А. Исследования поворачиваемости трактора для построения гибридной теории поворота // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2016. N5. С. 3-11

6. Годжаев З.А., Измайлов А.Ю., Прядкин В.И. Влияние давления в высокоэластичной шине на тяговые свойства колеса // Автомобильная промышленность. 2015. N2. С. 9-12

7. Опейко Ф.А. Механика трения. Минск: Наука и техника, 1971. 152 с

8. Жуковский Н.Е. Теория прибора РомейкоГурко. М.: ОНТИ НКТП СССР, 1957. Т. VIII. С. 102-106

9. Горин Г.С., Сильченко А.А., Миранович О.Л. Основы теории, расчета и устройства малогабаритных средств мобильной энергетики. Ч. 1. Характеристики малогабаритных агрегатов. Общая и тяговая динамика. Курсовая устойчивость . Минск: БГАТУ, 2003. 100 с

10. Горин Г. С., Захаров А.В., Строк Е.Я., Бельчик Л.Д., Ващула А. Стабилизация курсовой устойчивости полунавесных пахотных агрегатов // Механика машин, механизмов и материалов. 2010. N1(10). С. 12-15

11. ахаров А.В. Улучшение курсовой устойчивости и тяговоэнергетических показателей пахотного агрегата стабилизацией в горизонтальной плоскости: дис.… канд. техн. наук. Минск: БГАТУ, 2008. 142 с

12. Таларчик В., Збытек З. Влияние схемы движения трактора с плугом на уплотнение почвы и стабильность работы агрегата // Тракторы и сельскохозяйственные машины. 2001. N8. С. 16-19

Направленная статическая устойчивость - обзор

Для неравновесных (или динамических) условий необходимо изучить характеристики трех боковых направленных собственных мод: режима качения, режима спирали и голландского качения (DR). Это приводит к тому, что преобразование руля направления в систему переменной формы влияет не на динамические характеристики самолета, а на матрицы управления системой, соответственно называемые [A] и [B] [47,48]. Связанная вариация, в свою очередь, изменяет динамические пределы устойчивости и их эффекты.

4.3.1 Анализ статической устойчивости

В качестве первого шага были получены коэффициенты аэродинамического влияния или просто аэродинамические коэффициенты из-за отсутствия опубликованных данных о производных боковой устойчивости для упомянутого типа воздушного судна. Действительно, в литературе есть много ссылок для получения этих параметров с помощью CFD [35] или методов конечных элементов (FEM) [36]. Здесь использованный подход хорошо документирован [50], а полученная информация сравнивалась с опубликованными данными как DATCOM [51].В соответствии с исходной конфигурацией (двигатель не работает во время взлета) учитывалась скорость 85 м / с на уровне моря (плотность сухого воздуха 1,237 кг / м 3 ).

Такая ситуация в полете характеризуется отклонением руля направления, которое создает поперечную силу самолета и курсовой момент, которые компенсируют асимметрию тяги. Последующий угол скольжения требует асимметричного отклонения элеронов для уравновешивания системы сил и достижения равновесия по импульсу. В исследуемом случае максимальное отклонение руля направления было установлено на 30 градусов, как для обычного, так и для изменяемого руля направления, а отклонение элеронов - на 28 градусов.Затем угол скольжения самолета был получен из уравнения для вычисления поперечной силы: Y ext :

(1) Cyδaδa + Cyδrδr + Cyββ + CLsenΦ = −YextqSref

Поскольку внешние боковые силы равны нулю (уравновешенный полет ), и оба C y δ a и C y δ a могут считаться незначительными для данной цели. Из анализа следует, что

(2) β = −Cyδrδr + CLsenΦCyβ

Для эталонного самолета, чтобы обеспечить достаточный зазор между двигателями и законцовками крыла относительно земли, ограничение угла крена Φ было установлено равным 5 градусов.

Исходя из этих соображений, выходные углы проскальзывания β для исходной и преобразованной конфигураций были получены с помощью исходного кода Matlab [51]. Была реализована процедура, описанная в литературе [52]; на этом этапе доступные данные были получены по уже процитированным самолетам (Таблица 1). Результаты для обычного руля направления приведены в таблице 2.

Таблица 2. Обычный руль направления: аэродинамические коэффициенты бокового направления (рад - 1 )

Коэффициент Значение
c - 1.27
c - 0,30
c 0,26
c yδa 0
c lδa 0,14
c nδa - 0,02
c yδr 0,36
c lδr 0.02
c nδr - 0,20

Полные достижения включены в недавно опубликованную статью авторов [52]. Что касается исходной конфигурации, было обнаружено, что адаптивный руль направления может привести к увеличению угла скольжения примерно на 10%. Учитывая, что:

(3) Cnavail = Cnδaδa + Cnδrδr + Cnββ

Что касается обеих систем, C n δ a = 0.0179 и C n β = 0,595, то было получено значение C n avail [52]. Предложенный руль направления показал соответствующее увеличение максимально доступного момента рыскания от 5% до 10%. Этот результат предполагал возможное снижение минимальной скорости VMC при боковом управлении как на земле (VMCG), так и в полете (VMCA), как это определено сертификационными органами в качестве требований к летной годности, пункт CS 25.149 [53]. Это было значительным улучшением летных качеств: уменьшение минимальной скорости управления фактически дает самолету больший запас управляемости по скорости потери управления (тряска ручки).

Этот вопрос является объектом дальнейших исследований из-за потенциальных преимуществ архитектуры в процессе проектирования больших транспортных самолетов. Среди различных применений этой технологии есть одно, которое конкретно касается новых вариантов очень больших самолетов.В настоящее время действительно наблюдается тенденция к увеличению размеров имеющихся самолетов, увеличению их вместимости: например, A350 XWB 1000 по отношению к «900» и Boeing 777 × по отношению к версиям «777-300». Возможность достижения снижения минимальной скорости управления имеет решающее значение для предотвращения нежелательной ситуации предупреждений о встряхивании рукояти, обычно связанных с адаптацией увеличенной полезной нагрузки уже сертифицированных самолетов.

4.3.2 Анализ динамической устойчивости

Что касается влияния предлагаемого изменяемого руля направления на поперечную динамическую устойчивость, были проведены дальнейшие исследования с целью оценки требований сертификации.Эти исследования в настоящее время находятся на последних этапах аналитической валидации перед публикацией (2016 г.), но можно ожидать, что влияние на системные частоты и выигрыш будет приемлемым как с точки зрения управляемости, так и с точки зрения управляемости. Другими словами, исследование позволило констатировать, что установка такого устройства на большой транспортный самолет практически осуществима. Достижения учитывали неопределенности значений аэродинамических коэффициентов, что потребовало исследования двух критических сценариев: спирального и DR.

Конфигурация с управлением свободным полетом показала незначительное влияние на корпус Spiral с точки зрения общего запаса усиления и совсем не повлияла на коэффициенты управления скольжением и креном. Аналогичные результаты были достигнуты для случая DR, за исключением запаса по фазе скольжения, когда получилось значительное изменение, вдвое превышающее исходное значение, даже при незначительном отклонении частоты.

Результаты с фиксированными средствами управления полетом показали изменения примерно на 25% в средней амплитуде бокового скольжения как для Spiral, так и для DR.В обоих случаях частотная характеристика практически не увеличилась. Частота режима крена изменилась примерно на 10%, а отклонение от курса по рысканью произошло с 10% до 20% раньше, чем в стандартной компоновке.

Тем не менее, следует учитывать, что контроллер демпфера рыскания использовал измерения угла крена и скорости рыскания для приведения в действие элеронов и руля направления, чтобы достичь определенного крена и демпфирования DR в соответствии с установленным оптимальным законом, который был разработан для компоновка эталонного самолета.В случае трансформации руля направления, заменяющего традиционную вертикальную плоскость, следует принять во внимание эту новую компоновку, и, следовательно, ожидается, что программное обеспечение может измениться. Как следствие, и до начала реальной кампании летных испытаний требуется обзор реализованных алгоритмов.

В продолжение этих исследований было бы желательно более подробно проанализировать различные сценарии состояния воздушного судна (кроме спирального или голландского крена) и их влияние на неопределенности параметров.Затем эти исследования могут быть расширены на другие комбинации веса и балансировки воздушных судов и альтернативные диапазоны полета. Обсуждаемые результаты затем можно рассматривать как основной шаг перед дальнейшим более глубоким анализом.

Авиационная устойчивость и вертикальное оперение: обзор полуэмпирических методов

Abstract

Авиационная устойчивость и управляемость связаны с вертикальным оперением. Безопасность, летные качества и летные качества самолета также зависят от правильного размера оперения.В частности, вертикальное оперение отвечает за устойчивость и контроль рыскания самолета. Если эти характеристики не сбалансированы, вся конструкция самолета может выйти из строя. Стабильность и управляемость часто оцениваются, особенно на этапе предварительного проектирования, с помощью полуэмпирических методов, которые основаны на результатах экспериментальных исследований, выполненных в последние десятилетия, и иногда объединяются с данными, полученными на основе теоретических предположений. В данной статье рассматриваются стандартные полуэмпирические методы, обычно применяемые при оценке производных курсовой устойчивости самолета в предварительном проектировании, с выделением преимуществ и недостатков этих подходов, которые были разработаны на основе испытаний в аэродинамической трубе, выполненных в основном на конфигурациях самолетов-истребителей первых десятилетий XX века. прошлого столетия и обсуждает их применимость к текущим конфигурациям транспортных самолетов.Недавние исследования, проведенные авторами, показали ограниченность этих методов, доказав существование эффектов аэродинамической интерференции в условиях бокового скольжения, которые не учитываются в классических формулировках. Статья продолжается кратким обзором численных методов аэродинамики и их применимости в конструкции самолетов, подчеркивая, насколько хорошо подходят решатели Рейнольдса-Навье-Стокса (RANS) для получения надежных результатов в условиях присоединенного потока с разумным временем вычисления.На основе результатов моделирования RANS на модульной модели типовой региональной компоновки турбовинтового самолета авторы разработали современный метод оценки влияния вертикального оперения и фюзеляжа на курсовую устойчивость самолета. Исследование модульной модели позволило провести эффективный анализ эффектов аэродинамических помех при перемещении, изменении и расширении имеющихся компонентов самолета. Испытания в аэродинамической трубе для широкого диапазона конфигураций самолетов использовались для проверки численного подхода.Сравнение предлагаемого метода со стандартными полуэмпирическими методами, доступными в литературе, доказывает надежность инновационного подхода, согласно имеющимся экспериментальным данным, собранным в ходе кампании по испытаниям в аэродинамической трубе.

Ключевые слова

Аэродинамический дизайн самолета

CFD

Направленная устойчивость

Размер вертикального оперения

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Полный текст

© 2017 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Конструкция самолета - Что такое поперечная, продольная и путевая устойчивость?

Ответ здесь находится в Справочнике пилотов по аэронавигационным знаниям (и, вероятно, в другом месте) и выглядит следующим образом:

Продольная ось самолета представляет собой более или менее прямую линию, проходящую через носовой обтекатель или ступицу винта самолета и конечную точку фюзеляжа (центр тяжести самолета обычно также располагается вдоль или немного 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 движется самолет, управляемый лифтами. Наконец, вертикальная ось является «нормальной» (перпендикулярной во всех направлениях) геометрической плоскости, образованной продольной и поперечной осями, параллельной первичному вектору подъемной силы самолета и (в горизонтальном полете) его вектору веса. Это ось, вокруг которой самолет вращается, управляемая рулем направления.

Вращение вокруг любой оси - это работа одного связанного набора управляющих поверхностей, как упомянуто выше. Стабильность на той же оси, грубо определяемая как поддержание этой линии, проходящей через ваш самолет, указывающей в одном направлении, - это работа двух других поверхностей совместно, но в первую очередь та, которая будет перемещать конечные точки этой оси вверх или вниз относительно самолет. Итак, рули высоты обеспечивают поперечное вращение для достижения продольной устойчивости, и наоборот для элеронов.

Он немного отличается для вертикальной оси, как если бы ваш самолет был устойчивым как в продольном, так и в поперечном направлении, он также «устойчив в вертикальном направлении», однако самолет устойчив в продольном и поперечном направлениях, но полностью неконтролируем, в «плоском вращении».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 контролирует рыскание и обеспечивает курсовую устойчивость.

Помимо поверхностей управления, для устойчивости важны вес и особенно центр тяжести самолета. В идеале, большинство небольших самолетов наиболее устойчивы в горизонтальном полете, когда ЦТ самолета находится точно по средней линии самолета (между кончиком носа и кончиком хвоста) и немного впереди центра подъемной силы самолета (который зависит от угла атаки крыла, но обычно близок к самой толстой точке в поперечном сечении крыла).В этой конфигурации, когда самолет движется вперед нормально, потоки от крыльев вниз проходят через верх горизонтального стабилизатора, сохраняя нос на одном уровне. В сваливании небольшая утяжеленная конфигурация носа вместе со стабилизаторами в задней части заставит нос мягко указывать вниз, восстанавливая нормальный воздушный поток и позволяя пилоту восстановиться.

Если ЦТ слишком далеко вперед, пилот должен будет применить восходящий тангаж или дифферент, чтобы удерживать нос на уровне. Это уменьшит расстояние, которое ему будет доступно для подъема по тангажу, а в сваливании самолет резко опустится носом вниз, и руль высоты может предоставить пилоту недостаточную силу для выхода из пикирования. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

Если ЦТ находится слишком далеко от кормы, самолет будет постоянно стремиться к носу вверх, и пилоту придется использовать нисходящий руль высоты или дифферент. В сваливании самолет с задним ЦТ не опускается носом, не позволяя пилоту восстановить нормальный воздушный поток над крыльями. Это особенно опасно в некоординированном стойле, также известном как вращение; задний центр тяжести в сочетании с прямой тягой двигателя «стабилизирует» самолет во время штопора и сделает невозможным восстановление.

Если ЦТ находится за пределами средней линии самолета, самолет будет иметь тенденцию перекатываться в более тяжелую сторону.Это компенсируется элеронами или триммером элеронов, и для большинства повседневных полетов это легче всего компенсировать, но это может вызвать непривычное поведение крена и тенденцию к скатыванию вниз, о чем пилот должен знать и корректировать.

Как стреловидность крыла увеличивает 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 площадь, чем прямое крыло.

Повышенная подъемная сила раскачивает самолет, но также вызывает повышенное сопротивление подъемной силы, которое возвращает его к прямолинейному полету.На рисунке выше показано это для летающего крыла планера SB-13. Этот эффект настолько силен, что стреловидные конфигурации с высоким крылом должны иметь угол наклона, чтобы снизить момент качения, вызванный боковым скольжением.

Для полноты картины добавлена ​​боковая сила $ Y $ фюзеляжа и крылышек, что показывает, что крылышки очень помогают в создании курсовой устойчивости. 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 Хортена) позволяет избежать использования винглетов, но вызывает более высокое индуцированное сопротивление при прямом полете.Еще одним недостатком является низкая курсовая устойчивость на высокой скорости, поскольку этот эффект стреловидности увеличивается с увеличением коэффициента подъемной силы внешнего крыла.

Продольная устойчивость

Стреловидность крыла также способствует продольной устойчивости за счет вытягивания крыла в продольном направлении. Это важно для летающих крыльев, у которых отсутствует отдельная хвостовая поверхность. Изменяя углы закрылков в центре или на законцовках крыла, можно изменять подъемную силу в самых передних или самых задних секциях для управления тангажем, а большая стреловидность увеличивает плечо рычага этих изменений.Кроме того, в стреловидных летающих крыльях естественная статическая устойчивость может быть достигнута без использования отражательных аэродинамических профилей, а путем применения размыва. Опять же, чем выше угол стреловидности, тем меньше требуется размыва.

Слишком большая развертка?

Легко! Подметание крыла создает множество проблем:

  1. Стреловидность уменьшает наклон кривой подъемной силы и максимальную подъемную силу крыла. Максимальное положение при посадке с сильно стреловидным и тонким крылом сильно ограничено зазором на концах крыла, поэтому стреловидные крылья нуждаются в мощных подъемных устройствах.
  2. Sweep приводит к вымыванию пограничного слоя за борт, что приведет к неприятному срыву при превышении определенного соотношения удлинения крыла и стреловидности. Это может быть несколько ограничено забором крыльев, но лучше этого избегать.
  3. Изменения стреловидности означают, что изгибающие моменты частично преобразуются в крутящие моменты, что требует усиления крыла на кручение.
  4. Для летающих крыльев стреловидность позволит центру самолета подниматься и опускаться при изгибе крыла.Это создает мощное взаимодействие между режимом быстрого периода (который только умеренно затухает в летающих крыльях) с режимом изгиба крыла, что приводит к флаттеру.

Зачем вообще метать крыло?

Как правило, авиаконструктор допускает ровно столько, сколько необходимо. Стреловидность крыла снижает 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 N9-M это не было решающим фактором, однако B-2 выигрывает от этого с более высоким числом Маха расходимости лобового сопротивления.

УРОК 17 Глава 16 Направленная и поперечная устойчивость и контроль ANA Глава 4

Глава 16

Направленная и поперечная устойчивость и управление

  • Руль направления / вертикальное хвостовое оперение
  • На наших самолетах достигается курсовая устойчивость относительно вертикальной оси за счет использования руля направления / вертикального стабилизатора.
  • Угол бокового скольжения или бета - это угол относительного ветра и продольной оси.
  • Устойчивость руля
  • Самолет кренится влево
  • Обратите внимание, что относительный ветер создает угол атаки на хвостовую часть, создающую подъемную силу влево
  • Это выпрямляет нос вправо
  • Это известно как устойчивость флюгера или флюгер
  • Устойчивость по направлению
  • Степень курсовой устойчивости пропорциональна размеру вертикального стабилизатора и расстоянию от CG
  • Увеличьте одно или оба, и увеличение курсовой устойчивости приведет к
  • Wings
  • Крылья могут оказывать небольшое стабилизирующее влияние, если они стреловидны.
  • Когда относительный ветер смещается, противветренное крыло создает большее сопротивление, чем другое из-за увеличенной площади лобовой части, представляемой относительному ветру.
  • Это вызывает рыскание в сторону относительного ветра.
  • Фюзеляж
  • Фюзеляж может оказывать дестабилизирующее влияние на рыскание.
  • Если площадь поверхности перед cg больше, чем позади, это будет иметь тенденцию к отрицательной устойчивости.
  • При боковом скольжении крыло отклоняется вперед от ЦТ и оказывает дестабилизирующее воздействие
  • Гондолы двигателей
  • Гондолы двигателей могут быть дестабилизирующей силой, если они опережают ЦТ в боковом скольжении. относительный ветер должен поворачиваться, чтобы быть выровненным с осью двигателя
  • Боковое усилие создается при изменении направления воздушного потока
  • Если двигатели находятся позади ЦТ (например, бизнес-джет), тогда сила стабилизируется на как по тангажу, так и по рысканию
  • Можете ли вы сказать «дестабилизация»
  • Эти два элемента, фюзеляж и гондолы двигателей, имеют наибольший потенциал дестабилизации.
  • Вертикальный хвост
  • Вертикальный стабилизатор является основным стабилизирующим фактором.
  • Спинной плавник может быть добавлен для увеличения стабилизирующей силы с меньшим ухудшением лобового сопротивления, чем при увеличении размера руля направления
  • Спинной плавник также задерживает срыв вертикального оперения при больших углах бокового скольжения
  • Для улучшения бокового скольжения под фюзеляжем могут быть добавлены накладки общие характеристики рысканья.
  • Также в случаях, когда рыскание является проблемой, особенно на более высоких скоростях, на летательном аппарате может потребоваться амортизатор рыскания.
  • Вертикальный хвост
  • При больших углах атаки уменьшается вклад вертикального хвоста и снижается устойчивость.
  • В самолетах с низким соотношением сторон наблюдается снижение курсовой устойчивости.
  • Стреловидная стреловидность требует таких больших углов атаки, что приводит к недостаточной курсовой устойчивости.
  • Вертикальное хвостовое оперение
  • Существует 5 условий, критичных для сил управления направлением, оказываемых рулем направления:

- Восстановление крена

- Неблагоприятное рыскание

- Вращение со скольжением

- Взлет и посадка при боковом ветре

- Асимметричная тяга (многодвигательный)

  • Эффект вертикального хвоста или киля
  • Боковые силы на хвосте вызывают эффект флюгера, который, как правило, возвращает самолет в пол. выравнивание по относительному ветру.
  • Если имеется достаточно большая часть руля направления над продольной осью, то возникает момент качения, создаваемый силой боковых сторон относительного ветра на хвосте; это стабилизирующая сила.
  • Вертикальная устойчивость
  • На курсовую устойчивость влияет размещение большей вертикальной поверхности позади CG ​​
  • Это позволяет самолету использовать флюгер для положительной курсовой устойчивости
  • Если бы перед ЦТ была такая же область, как и позади нее, она была бы нейтральной. курсовая устойчивость
  • Если перед ЦТ будет больше площади, это приведет к отрицательной курсовой устойчивости.
  • Вертикальная устойчивость
  • Для обеспечения курсовой устойчивости некоторые летательные аппараты имеют ремни, подфюзеляжные или спинные плавники
  • Самолеты обычно имеют вертикальные поверхности прикреплен к элеватору, чтобы компенсировать добавленную площадь поверхности поплавков
  • Чтобы сохранить баланс площади вертикальной поверхности на 747, который несет шаттл, к хвосту были добавлены большие вертикальные плавники
  • Вертикальная устойчивость
  • вызывает рыскание самолета вправо, левая сторона вертикальной поверхности вызовет силу применяется обратно влево
  • Изменение направления происходит за изменением заголовка
  • Развиваются колебания, и плоскость отклоняется назад
  • Это означает, что продольная ось направлена ​​немного вправо по направлению движения
  • Плоскость теперь занос вбок
  • Из-за заноса снова прикладывается сила, и в результате получается новый курс
  • Пилот должен будет изменить курс после этого отклонения от рыскания
  • Cg
  • Имеет минимальное влияние на курсовую устойчивость
  • CG в основном влияет на продольную устойчивость
  • Боковая устойчивость и управление
  • Боковая устойчивость - это устойчивость, отображаемая относительно продольной оси самолета, или, в частности, устойчивость при крене.
  • Есть 4 основных конструктивных фактора, которые делают плоскость поперечной устойчивости:

- Двугранный

- Отклонение

- Эффект киля

- Распределение веса

  • Боковая устойчивость
  • Боковая устойчивость отличается тем, что на самом деле нет аэродинамической силы в крене, которая заставит самолет выпрямиться
  • Кроме того, нет силы, которая продолжала бы крен после его начала
  • Большинство самолетов нейтрально устойчивы в крене
  • Поэтому производителям самолетов необходимо конструкция в определенных характеристиках
  • Уравнение для расчета крутящего момента:

–Где L'cg - это крутящий момент около cg (ft-lbs

–CL '(cg) - коэффициент крутящего момента относительно CG

–Q - динамическое давление

–S - площадь крыла

–b - размах крыла

  • Двугранный или угловой
  • Двугранный билизирующий дизайн, тогда как анэдральный - дестабилизирующий.
  • Стабилизирующий эффект двугранного угла возникает, когда возникает боковое скольжение в результате турбулентности или порыва, смещающего самолет.
  • Двугранный
  • Боковое скольжение приводит к тому, что нижнее крыло имеет больший угол атаки, чем направленное вверх. Затем дополнительный подъемник приводит в движение самолет.
  • Наиболее распространенный способ обеспечения поперечной устойчивости - использование двугранного угла
  • Производители строят под углом от 1 до 3 градусов
  • Двугранный угол
  • Двугранный угол включает баланс подъемной силы, создаваемый каждым крылом будет скользить в направлении крена
  • Поскольку крылья имеют двугранный угол, воздух ударяет по нижнему крылу с гораздо большим α
  • Это вызывает большую подъемную силу на опущенном крыле, заставляя его подниматься
  • После выравнивания подъемная сила равна снова
  • Двугранный Как это работает?
  • Как вы можете видеть на этой увеличенной диаграмме, возникающее боковое скольжение вызывает увеличение α
  • Из-за скольжения происходит изменение относительного ветра
  • Опущенное крыло имеет более высокое α из-за изменения относительного ветра под прямым углом 90 градусов до угла от законцовки крыла
  • Кроме того, опущенное крыло имеет большую вертикальную подъемную составляющую
  • Поднятое крыло имеет большую горизонтальную подъемную составляющую
  • Это вызывает дисбаланс подъемной силы между двумя крыльями
  • Двугранный
  • Если мы посмотрим на векторы силы для крыла с двугранным углом, мы увидим, что часть подъемной силы, создаваемой крылом, наклонена в горизонтальное положение
  • Этот горизонтальный вектор требует большей подъемной силы от крыла, чем если бы оно не имело двугранного угла
  • Эта концепция однако это незначительно, основная причина работы двугранного угла связана с боковым скольжением и увеличением угла α
  • Есть некоторые штрафы, которые сопровождают слишком большой двугранный угол:
9 0002 –Меньше вертикальная составляющая подъемной силы

–Больше лобового сопротивления (более высокое α, чтобы компенсировать потерю подъемной силы)

–Больше элеронов силы для качения

  • Положение крыла
  • Высокое крыло создает ситуацию маятникового типа это может привести к эквиваленту двугранного угла от 1 до 3 градусов.
  • Значит, двугранности меньше.
  • В некоторых плоскостях требуется отрицательный двугранный угол.
  • Низкое крыло, однако верно и обратное.
  • У других самолетов есть как двугранный, так и угловой угол
  • Стреловидность крыла
  • Когда боковая стреловидность установлена ​​в крыле стреловидности, противветренное крыло будет иметь больший угол атаки из-за более благоприятного относительного ветра.
  • Боковое управление
  • Элероны, элевоны и элеваторы (самолет с треугольным крылом) - все это способы, которыми пилот может управлять самолетом.
  • Элевоны или элеватор работают вместе, когда требуется действие лифта, и работают противоположно, когда требуется действие крена.
  • Отрицательным аспектом бокового контроля является тенденция выхода за пределы берега, которая проявляется при углах крена более 30 градусов.
  • Боковое управление
  • Наружное крыло движется быстрее внутреннего крыла и, таким образом, развивает большую подъемную силу.
  • Это заставляет самолет продолжать кувырок, и ему требуется противоположный элерон, чтобы противодействовать этому.
  • Это может привести к любопытному состоянию перекрестного управления, но наличия скоординированного самолета.
  • Направленно-поперечная муфта
  • Голландский крен, также известный как свободные направленные колебания
  • Крен и рыскание - это не отдельные силы, они действуют вместе
  • Если самолет изгибается, он также обязательно перекатывается
  • Когда самолет поворачивается, скорость одного крыла вверх, в то время как другое замедляется
  • Рыскание вызовет большую подъемную силу на одном крыле, чем на другом
  • Это вызывает крутящий момент, который, в свою очередь, вызывает боковое скольжение, в результате чего процесс начинается снова.
  • Направленно-боковая муфта
  • Одним из лучших примеров этого является Неблагоприятный рысканье
  • Поскольку рыскание происходит в направлении, противоположном развороту, он упоминается как отрицательный
  • При повороте подъем крыла вверх вектор наклонен к корме из-за изменения относительных составляющих ветра вверх и параллельно траектории полета
  • Неблагоприятный рыскание
  • Вектор подъемной силы направленного вниз крыла наклонен вперед из-за изменения относительных составляющих ветра, направленного вниз и параллельно направлению полета. траектория полета.
  • Неблагоприятный рыскание
  • Эти две силы препятствуют входу в поворот и вызывают нежелательный рыскание.
  • Сопротивление элеронов - еще одна частая причина резкого рыскания.
  • Элероны Frize и дифференциальный ход элеронов являются обычными способами компенсации эффектов сопротивления элеронов.
  • Использование спойлеров для поворота решает эту проблему.
  • Сопряженные эффекты (Плохие вещи)
  • Есть 3 типа движения, связанных с соединением рыскания и крена:

- Спиральное расхождение

- Направленное расхождение

- Голландский крен

  • Плохие вещи ( Связанные эффекты)
  • 1.Спиральное расхождение происходит, когда курсовая устойчивость больше, чем поперечная.
  • Что происходит, так это то, что при смещении самолета наблюдается небольшое боковое скольжение и почти отсутствует двугранный эффект.
  • Самолет входит в сужающуюся спираль.
  • Обычно пилот исправляет это, однако в некоторых ситуациях (IFR) это может оказаться проблемой
  • Плохие вещи
  • 2. Дивергенция по направлению возникает из-за отрицательной курсовой устойчивости
  • Самолет развивает боковое скольжение после того, как его потревожили, что приведет к дальнейшему рысканию или крену.
  • Самолет в конечном итоге будет отклоняться в сторону от относительного ветра.
  • Плохие вещи
  • 3. Голландский крен - это направленные и поперечные колебания, вызванные сильным двугранным эффектом и слабой курсовой устойчивостью
  • Если самолет скользит вправо, он будет рыскать вправо
  • В то же время вправо крыло будет развивать большую подъемную силу, и самолет покатится влево
  • Поднимающееся вверх правое крыло вызовет скольжение влево
  • Это вызывает повторение всего процесса
  • Когда статическая курсовая устойчивость сильна, голландский крен меньше проблема
  • Спиральное расхождение в этом случае является большей проблемой, но желательно для голландского ролика
  • Хорошие вещи
  • Спироидные крылышки, которые выглядят как большая петля из жесткого ленточного материала, прикрепленная к каждой законцовке крыла, сокращают расход топлива на 6% - 10% в круизном рейсе.Первоначальные летные испытания концепции Spiroid на GII, как сообщается, снизили крейсерский расход топлива более чем на 10%. Spiroid устраняет концентрированные вихри на законцовках крыла, которые составляют почти половину индуцированного сопротивления, возникающего во время полета.

Конструктивные характеристики самолета (часть вторая)

Боковая устойчивость (крен)

Стабильность относительно продольной оси самолета, которая простирается от носа до хвоста, называется поперечной устойчивостью.Положительная боковая устойчивость помогает стабилизировать боковой эффект или «эффект качения», когда одно крыло опускается ниже, чем крыло на противоположной стороне самолета. Существует четыре основных конструктивных фактора, которые делают самолет устойчивым в поперечном направлении: двугранный, стреловидный, эффект киля и распределение веса.

Рисунок 5-28. Двугранный угол - это угол наклона крыльев вверх от горизонтальной (вид спереди / сзади) оси самолета, как показано на графическом изображении и виде сзади Ryanair Boeing 737.

Двугранный

Некоторые самолеты спроектированы таким образом, что внешние кончики крыльев выше корней крыльев.Восходящий угол, образованный крыльями, называется двугранным. [Рисунок 5-28] Когда порыв ветра вызывает перекат, возникает боковое скольжение. Это боковое скольжение вызывает относительный ветер, воздействующий на весь самолет, со стороны направления скольжения. Когда относительный ветер дует сбоку, крыло, скользящее по ветру, подвергается увеличению AOA и развивает подъемную силу. Угол атаки крыла, находящегося вдали от ветра, уменьшается, и его подъемная сила уменьшается. Изменения подъемной силы влияют на момент качения, стремящийся поднять наветренное крыло, следовательно, двугранность способствует стабильному крену из-за бокового скольжения.[Рисунок 5-29]

Рисунок 5-29. Боковое скольжение, вызывающее различную AOA на каждом лезвии.

Стреловидность и расположение крыла

Многие аспекты конфигурации самолета могут повлиять на его эффективный двугранный угол, но двумя основными компонентами являются стреловидность крыла и расположение крыла по отношению к фюзеляжу (например, низкое крыло или высокое крыло). По приблизительным оценкам, 10 ° стреловидности на крыле обеспечивает около 1 ° эффективного двугранного угла, в то время как конфигурация высокого крыла может обеспечить около 5 ° эффективного двугранного угла крыла по сравнению с конфигурацией крыла с низким уровнем.

Рисунок 5-30. Стреловидные крылья.

Стреловидное крыло - это крыло, у которого передняя кромка наклонена назад. [Рисунок 5-30] Когда возмущение заставляет самолет со стреловидностью скользить или опускать крыло, низкое крыло представляет свою переднюю кромку под углом, более перпендикулярным относительному воздушному потоку. В результате низкорасположенное крыло приобретает большую подъемную силу, поднимается вверх, и самолет возвращается в исходное положение в полете.

Рекомендации по летной грамотности Справочник Рода Мачадо «Как управлять самолетом» - Изучите основные основы управления любым самолетом.Сделайте летную подготовку проще, дешевле и приятнее. Освойте все маневры чек-рейда. Изучите философию полета "клюшкой и рулем". Не допускайте случайной остановки или вращения самолета. Посадите самолет быстро и с удовольствием.

Эффект киля и распределение веса

Самолет с высоким крылом всегда имеет тенденцию поворачивать продольную ось самолета в сторону относительного ветра, что часто называют эффектом киля. Эти летательные аппараты устойчивы в поперечном направлении просто потому, что крылья прикреплены в верхнем положении к фюзеляжу, заставляя фюзеляж вести себя как киль, оказывающий стабилизирующее влияние на самолет в поперечном направлении вокруг продольной оси.Когда самолет с высоким крылом опрокидывается и одно крыло опускается, вес фюзеляжа действует как маятник, возвращающий самолет на горизонтальный уровень.

Самолет с боковой устойчивостью сконструирован таким образом, что большая часть площади киля находится над ЦТ. [Рис. 5-31] Таким образом, когда самолет скользит в сторону, комбинация веса самолета и давления воздушного потока на верхнюю часть зоны киля (оба действуют относительно ЦТ) имеет тенденцию откатывать самолет назад в горизонтальный полет.

Рисунок 5-31. Киль для боковой устойчивости.

Устойчивость по направлению (рыскание)

Стабильность относительно вертикальной оси самолета (поперечный момент) называется устойчивостью по рысканию или курсовой устойчивостью. Устойчивость по рысканию или курсовая устойчивость - наиболее легко достижимая устойчивость в конструкции самолета. Площадь вертикального оперения и боковые стороны фюзеляжа позади CG ​​являются основными факторами, которые заставляют самолет действовать как хорошо известный флюгер или стрелка, направляя нос в сторону относительного ветра.

При осмотре флюгера можно увидеть, что если бы точно такое же количество поверхности было подвержено ветру перед точкой поворота, как и позади нее, силы вперед и назад были бы уравновешены и незначительное или нулевое движение по направлению в результате. Следовательно, необходимо иметь большую поверхность позади точки поворота, чем перед ней.

Точно так же конструктор самолета должен обеспечить положительную курсовую устойчивость, сделав боковую поверхность большей задней части, чем перед ЦТ.[Рисунок 5-32] Для обеспечения дополнительной положительной устойчивости по сравнению с фюзеляжем добавлен вертикальный киль. Плавник действует так же, как перо стрелы, поддерживая прямой полет. Как и в случае с флюгером и стрелкой, чем дальше к корме расположен этот стабилизатор и чем больше его размер, тем выше курсовая устойчивость самолета.

Рисунок 5-32. Фюзеляж и оперение для курсовой устойчивости.

Если самолет летит по прямой, и боковой порыв воздуха вызывает небольшое вращение самолета вокруг своей вертикальной оси (т.е., правый), движение замедляется и останавливается плавником, потому что, пока самолет вращается вправо, воздух ударяется в левую сторону киля под углом. Это вызывает давление на левую сторону киля, который сопротивляется повороту и замедляет рыскание самолета. При этом он действует как флюгер, поворачивая самолет против ветра. Первоначальное изменение направления траектории полета самолета обычно немного отстает от его изменения курса.Таким образом, после небольшого рыскания самолета вправо возникает кратковременный момент, когда он все еще движется по своей первоначальной траектории, но его продольная ось смещена немного вправо.

Затем самолет на мгновение заносит в сторону, и в этот момент (поскольку предполагается, что, хотя рыскание прекратилось, избыточное давление на левую сторону киля все еще сохраняется), самолет обязательно имеет тенденцию к частично повернуть обратно влево.То есть есть мгновенная тенденция к восстановлению, вызванная плавником.

Эта тенденция к восстановлению развивается относительно медленно и прекращается, когда самолет перестает заносить. Когда он прекращается, самолет летит в направлении, немного отличающемся от первоначального. Другими словами, он не вернется к исходному заголовку самостоятельно; пилот должен восстановить первоначальный курс.

Незначительное улучшение курсовой устойчивости может быть получено за счет стреловидности.Стреловидность заложена в конструкцию крыла, прежде всего, для задержки наступления сжимаемости во время высокоскоростного полета. В более легких и медленных самолетах стреловидность помогает найти центр давления в правильном соотношении с ЦТ. Продольно устойчивый самолет построен с центром давления за ЦТ.

По конструктивным причинам авиаконструкторы иногда не могут прикрепить крылья к фюзеляжу точно в нужной точке. Если бы им пришлось установить крылья слишком далеко вперед и под прямым углом к ​​фюзеляжу, центр давления не был бы достаточно далеко позади, чтобы обеспечить желаемую степень продольной устойчивости.Однако, встроив в крылья стреловидность, конструкторы могут сместить центр давления назад. Величина стреловидности и положение крыльев позволяют разместить центр давления в правильном месте.

Когда турбулентность или применение руля направления заставляет самолет отклоняться в сторону от курса, противоположное крыло имеет более длинную переднюю кромку, перпендикулярную относительному воздушному потоку. Скорость полета переднего крыла увеличивается, и оно приобретает большее сопротивление, чем заднее крыло. Дополнительное сопротивление переднего крыла оттягивает крыло назад, возвращая самолет на исходную траекторию.

Вклад крыла в статическую курсовую устойчивость обычно невелик. Стреловидное крыло обеспечивает стабильный вклад в зависимости от величины стреловидности, но этот вклад относительно невелик по сравнению с другими компонентами.

Свободно направленные колебания (голландский крен)

Голландский крен - это сопряженное поперечное / направленное колебание, которое обычно динамически устойчиво, но небезопасно для самолета из-за колебательного характера. Демпфирование колебательного режима может быть слабым или сильным в зависимости от характеристик конкретного летательного аппарата.

Если у самолета опущено правое крыло, положительный угол бокового скольжения корректирует крыло в поперечном направлении до того, как нос будет совмещен с относительным ветром. По мере того, как крыло корректирует положение, может возникнуть поперечное направленное колебание, в результате чего нос самолета будет образовывать восьмерку на горизонте в результате двух колебаний (крена и рыскания), которые, хотя и имеют примерно одинаковую величину, отсутствуют. фазы друг с другом.

В большинстве современных самолетов, за исключением конструкций с высокоскоростным стреловидным крылом, эти свободные направленные колебания обычно автоматически затухают за очень мало циклов, если воздух не продолжает оставаться порывистым или турбулентным. ВНИМАНИЕ !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!Самолеты с продолжающейся нидерландской тенденцией крена обычно оснащаются гиростабилизированными амортизаторами рыскания. Производители стараются достичь середины между слишком большой и слишком низкой устойчивостью по направлению. Поскольку для самолета более желательно иметь «спиральную нестабильность», чем склонность к крену в Голландии, большинство самолетов спроектировано с этой характеристикой.

Спиральная неустойчивость

Спиральная нестабильность существует, когда статическая курсовая устойчивость самолета очень высока по сравнению с эффектом его двугранного угла в поддержании бокового равновесия.Когда боковое равновесие самолета нарушается порывом воздуха и появляется боковое скольжение, сильная курсовая устойчивость имеет тенденцию отклонять нос в результирующий относительный ветер, в то время как сравнительно слабый двугранный отстает в восстановлении бокового баланса. Из-за этого рыскания крыло с внешней стороны вращающего момента движется вперед быстрее, чем внутреннее крыло, и, как следствие, его подъемная сила становится больше. Это вызывает тенденцию к выходу за пределы допустимого диапазона, которая, если пилот не исправляет ее, приводит к тому, что угол крена становится все круче и круче.В то же время сильная курсовая устойчивость, из-за которой самолет отклоняется от относительного ветра, фактически вынуждает нос самолета снижаться по тангажу. Начинается медленная нисходящая спираль, которая, если пилот не противодействует ей, постепенно переходит в крутое спиральное пикирование. Обычно скорость отклонения спирального движения настолько постепенная, что пилот может без труда контролировать тенденцию.

Многие воздушные суда в той или иной степени подвержены этой характеристике, хотя по своей природе они могут быть стабильными по всем остальным нормальным параметрам.Эта тенденция объясняет, почему самолет не может бесконечно летать «без рук».

Было проведено много исследований по разработке устройств управления (выравнивателя крыла) для исправления или устранения этой нестабильности. Пилот должен проявлять осторожность при применении средств контроля восстановления на продвинутых стадиях этого состояния спирали, иначе на конструкцию могут быть наложены чрезмерные нагрузки. Неправильное восстановление после спиральной нестабильности, приводящей к отказам конструкции в полете, вероятно, привело к большему количеству погибших в самолетах авиации общего назначения, чем любой другой фактор.Поскольку скорость полета в условиях спирали быстро увеличивается, применение силы заднего руля высоты для уменьшения этой скорости и поднятия носа только «сжимает поворот», увеличивая коэффициент нагрузки. Результатом длительной неконтролируемой спирали является разрушение конструкции в полете, врезание в землю или и то, и другое. Распространенными зарегистрированными причинами попадания пилотов в такую ​​ситуацию являются потеря горизонта, неспособность управлять самолетом с помощью приборов или сочетание того и другого.

Рекомендуемая летная грамотность

Устойчивость самолета (Часть вторая)

Боковая устойчивость

Боковая устойчивость самолета имеет место вокруг продольной оси, то есть от носа самолета до его хвоста.Если одно крыло ниже другого, хорошая боковая устойчивость вернет крылья в горизонтальное положение. Одна конструктивная характеристика, которая дает самолету хорошую боковую устойчивость, называется двугранной. Двугранный угол - это направленный вверх угол крыльев по отношению к горизонтали, обычно он составляет всего несколько градусов.

Представьте себе самолет с низкорасположенным крылом с двугранным углом в несколько градусов, у которого нарушена траектория полета, так что левое крыло опускается. Когда левое крыло опускается, самолет испытывает боковое скольжение в сторону низкорасположенного крыла.Боковое скольжение заставляет низкорасположенное крыло испытывать больший угол атаки, что увеличивает его подъемную силу и возвращает его в горизонтальное положение. Двугранный вид крыла показан на рис. 3-63.

Рисунок 3-63. Двугранный крыло.

Направленная устойчивость

Движение самолета вокруг его вертикальной оси и способность самолета не подвергаться неблагоприятному воздействию силы, создающей движение по рысканью, называется курсовой устойчивостью. Вертикальное оперение придает самолету устойчивость, заставляя его выравниваться при относительном ветре.В полете самолет действует как флюгер, который мы используем вокруг дома, чтобы показать направление, в котором дует ветер. Расстояние от точки поворота флюгера до его хвоста больше, чем расстояние от точки поворота до носа. Поэтому, когда дует ветер, он создает большую крутящую силу на хвосте и заставляет его совмещаться с ветром.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *