Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №1 - открытая онлайн библиотека

При полете с перегрузкой в вертикальной плоскости траектория самолета искривлена, и на самолет действует центробежная сила инерции Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №2 - открытая онлайн библиотека .

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №3 - открытая онлайн библиотека .

Радиус кривизны траектории

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №4 - открытая онлайн библиотека

Угловая скорость движения самолета по траектории

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №5 - открытая онлайн библиотека

Если угол атаки не меняется, то собственная угловая скорость вращения самолета вокруг оси z равна угловой скорости его движения по траектории.

При полете с максимальной перегрузкой nэmax A на скорости Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №6 - открытая онлайн библиотека Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №7 - открытая онлайн библиотека угловая скорость

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №8 - открытая онлайн библиотека .

При Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №9 - открытая онлайн библиотека = 3,8 Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №10 - открытая онлайн библиотека

При этом должен учитываться гироскопический момент двигателя и воздушного винта при работе двигателя на режиме максимальной продолжительной мощности.

При полете с перегрузкой Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №11 - открытая онлайн библиотека скорость должна быть не ниже Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №12 - открытая онлайн библиотека , при этом угловая скорость

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №13 - открытая онлайн библиотека .

При Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №14 - открытая онлайн библиотека =3,8 Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №15 - открытая онлайн библиотека .

При этом должен учитываться гироскопический момент двигателя и воздушного винта на взлетном режиме работы двигателя.

Нагрузки на горизонтальное оперение

На горизонтальное оперение действуют нагрузки:

1. Балансировочные

2. Маневренные

3. От воздушных порывов

Также рассматриваются несимметричные нагрузки и совместные нагрузки с вертикальным оперением.

Балансировочные нагрузки

Балансировочная нагрузка – это нагрузка, необходимая для сохранения равновесия в любых заданных условиях при нулевом угловом ускорении тангажа.

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №16 - открытая онлайн библиотека

На крыло действует подъемная сила и продольный момент:

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №17 - открытая онлайн библиотека

Момент Mz можно вычислять относительно любой точки, при этом его величина будет зависеть от выбора системы координат.

Если одна система координат смещена относительно другой по оси Х на величину А, то

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №18 - открытая онлайн библиотека

Если подъемная сила не равна нулю, то можно найти точку, относительно которой момент Mz равен нулю. Эта точка будет центром давления крыла при заданном угле атаки.

Можно также найти точку, относительно которой продольный момент при постоянной скорости будет неизменным при любом угле атаки (при безотрывном обтекании). Эта точка будет фокусом крыла. При дозвуковых скоростях полета фокус тонкого слабоизогнутого крыла расположен на 0,25 средней аэродинамической хорды, и его положение не зависит от угла атаки.

Коэффициент продольного момента относительно фокуса равен Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №19 - открытая онлайн библиотека при любом угле атаки.

Положение центра давления крыла с несимметричным профилем зависит от угла атаки.

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №20 - открытая онлайн библиотека Уравнение равновесия крыла по продольному моменту:

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №21 - открытая онлайн библиотека

Относительно координаты центра давления

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №22 - открытая онлайн библиотека .

У обычного профиля Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №19 - открытая онлайн библиотека <0, поэтому при положительной подъемной силе XD > XF.

Положение центра масс самолета, как правило, не совпадает с положением центра давления крыла. Чтобы уравновесить момент подъемной силы крыла относительно центра масс самолета, нужно приложить нагрузку к оперению.

Уравнение равновесия самолета по продольному моменту относительно произвольной точки Х0.

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №24 - открытая онлайн библиотека

При Х0 = XF

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №25 - открытая онлайн библиотека

Балансировочная нагрузка на горизонтальное оперение

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №26 - открытая онлайн библиотека

Подставим сюда выражения для Mz0.

Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой - №27 - открытая онлайн библиотека

Горизонтальное оперение должно быть рассчитано на балансировочные нагрузки, возникающие во всем диапазоне допустимых скоростей и перегрузок и при полете с выпущенными закрылками.