Компоненти на пълната аеродинамична сила. Аеродинамичен фокус и център на налягане
Третата тема е посветена на аеродинамичните сили и моментите около центъра на тежестта на самолета. Обяснени са понятията „център на налягането“, „аеродинамичен фокус“, „средна аеродинамична хорда“ и главните условия за устойчив полет.
3.1. Общи въпроси за силите и моментите от аеродинамичното взаимодействие на самолета и въздушната среда.
Аеродинамичните сили по частите на самолета са повърхностни сили. Те възникват на всички части, които се обтичат и в зависимост от предназначението на частите служат за различни цели. Така например, крилото създава около 90% от подемната сила. Обтичането на опашните плоскости, заедно с кормилата също поражда сили, но тяхното главно предназначение е да създават условия за балансиране на самолета (уравновесяване на моментите около центъра на тежестта) и за управление, което по същество е изменение на положението в потока на основната част – крилото.
Всички повърхностни сили условно могат да бъдат сведени до един вектор на равнодействаща сила, приложен в центъра на налягане, който не съвпада с центъра на тежестта (ц.т.) и от това се поражда момент около него. Равнодействащата сила в общ случаи има три компоненти: подемна сила, съпротивление и странична сила. По-съществени са двете компоненти – подемната сила и челното съпротивление. Тях ги има винаги, докато странична сила се появява, когато се появява несиметрично обтичане.
С разположение на масите обикновено се осигурява центърът на тежестта да бъде пред центъра на налягане (за съвременните изтребители това не винаги е задължително). Самолетът така е проектиран, че без отклонение на кормилото за височина от подемната аеродинамична сила се получава “пикиращ” момент (носът на самолета отива надолу). Този пикиращ момент може да бъде уравновесяван с отклонение на органите за управление така, че върху опашната част да възникне сила насочена надолу, а моментът от нея да бъде “кабриращ” (да се стреми да повдигне носа на самолета нагоре). Така е при самолетите с разположение на стабилизиращите плоскости зад крилото (нормална схема). Ако стабилизиращите плоскости са пред крилото балансиращата сила трябва да бъде насочена нагоре (т.н. схема “патица”).
. . .
Литература по темата
- Бадягин А. А., С. М. Егер, В. Ф. Мишин, Ф. И. Склянский, Н. А. Фомин, Проектирование самолетов, изд. „Машиностроение“, Москва 1972 г., стр. 275...305
- Балайчук А. К., М. С. Вскобойник, Г. С. Лагосюк, К. Д. Миртов, Ю. Д. Миленький, В. С. Мухо, Д. П. Осокин, М. Л. Скрипка,, В. С. Ушаков, Ж. С. Черненко, Сборник задач по конструкции и прочности самолетов и вертолетов, под редакции проф. К. Д. Миртова и проф. Ж. С. Черненко, изд. „Транспорт“, Москва 1973 г., стр. 198...210
- Зонщайн С. И., Аэродинамика и конструкция летательных аппаратов, изд. „Высшая школа“, Москва 1966 г., стр. 52...79...92
- Микеладзе В. Г., В. М. Титов, Основные геометрические и аэродинамические характеристики самолетов и ракет изд. „Машиностроение“, Москва 1990 г.
- Остославский И. В., Аэродинамика самолета Гос. изд. Оборонной промышлености, Москва 1957 г.
- Тодоров М. Д., Определяне на характеристиките на устойчивост и управляемост на самолета, изд. „БПС“, София 2002 г.