Гироскопические нагрузки при полете с перегрузкой

При полете с перегрузкой в вертикальной плоскости траектория самолета искривлена, и на самолет действует центробежная сила инерции .

.

Радиус кривизны траектории

Угловая скорость движения самолета по траектории

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 n^э_{max A} на скорости угловая скорость

.

При = 3,8

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

При полете с перегрузкой скорость должна быть не ниже , при этом угловая скорость

.

При =3,8 .

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.

На крыло действует подъемная сила и продольный момент:

Момент M_z 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

Если подъемная сила не равна нулю, то можно найти точку, относительно которой момент M_z 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 при любом угле атаки.

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

Уравнение равновесия крыла по продольному моменту:

Относительно координаты центра давления

.

У обычного профиля <0, поэтому при положительной подъемной силе X_D > X_F.

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.

При Х₀ = X_F

Балансировочная нагрузка на горизонтальное оперение

Подставим сюда выражения для M_z0.

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