Особенности боковой балансировки винта ВС с ВМУ

 

На самолет с С. У. с воздушным винтом относительно продольной оси действует момент реакции от вращения винта, момент от боковой силы винта при несимметричном обтекании, момент от вертикальной силы ВВ при несимметричном обтекании и поперечной центровке и аэродинамический момент.

Реактивный момент винта действует в сторону, противоположную вращению винта (по третьему закону Ньютона). При левом вращении винта (ЯК18Т, Ан-24, ЯК-52 и т.д.) реактивный момент М_реакт стремится накренить самолет вправо (М_{реакт )}. При правом вращении винта (по часовой стрелке DA40, DA42, Cessna172 и т. д.) – влево. Величина реактивного момента по величине значительно больше остальных моментов, и при малой децентрации ими можно пренебречь. В полете с одним пилотом (на левом сиденье при левом вращении винта; на правом – при правом вращении) действует момент от вертикальной составляющей силы тяги и подъемной силы и его необходимо учитывать.

Относительно вертикальной оси на самолет действует момент боковой силы вертикального оперения от струи винта. Для уравновешивания заворачивающего момента винта требуется при левом вращении винта отклонение руля направления влево; при правом – вправо. Действие струи от левого винта на вертикальное оперение показано на рисунке 1.

 

 

 

                                                                              

 

 

   Рис.1                                               Рис. 2.

На земле при разбеге действие реактивного момента воздушного винта приводит к появлению неодинаковых по величине сил трения, создающих дополнительный путевой разворачивающий момент при левом (рис. 2) вращении вправо, при правом – влево. Силы трения в продольном направлении создают относительно центра тяжести момент самолета на пикирование. На разбеге для выдерживания направления при левом вращении винта необходимо отклонение левой педали; при правом – правой. После отрыва пикирующий момент от сил трения исчезает, самолет имеет приращение момента на кабрирование.

Влияние работы ВВ проявляется и на виражах. При левом вращении винта реактивный момент ВВ на правом вираже стремится увеличить угол крена, на левом – уменьшить; действие струи винта на руль направления дополнительно создает момент боковой силы. Следовательно, отклонение рулей в сторону виража при левом вращении винта на правом вираже меньше, чем на левом. При правом вращении винта отклонение рулей для ввода в левый разворот меньше, а для вывода больше, чем при выполнении правого разворота.

При выполнении виража плоскость вращения винта непрерывно изменяет положение в пространстве, в результате чего возникает гироскопический момент винта, под действием которого самолет поднимает нос, если направление виража совпадает с направлением вращения винта; в противном случае опускает нос.

Для определения характера изменения угла атаки оси действия гироскопического момента существует правило, приведенное на рисунке 3.

 

 

Рис. 3.

Изменения в боковой балансировке самолета тем заметнее, чем больше мощность С.У. и чем меньше скорость ВС.

 

Наименование ЛА	С-172S	DA40	DA42	DV20	Як-18Т
Наименование винта	McCauley 1A170E/ JHA7660
Тип винта	ВФШ
Число лопастей (n)	2
Диаметр (DВ)	76 inches/ 1,93 м
Углы установки лопасти (𝜑)
КПД (ɳ)
Поступь (h)
Относительная поступь (λ)
Число редукции (nДВ/nВ)
М
Угол атаки элемента лопасти(α)
Тип двигателя	Lycoming IO-360-L2A
Мощность номинальная	180 л.с. при 2700 об/мин
Мощность взлетная

Характеристики воздушных винтов

 

 

Глава 6. Вес и центровка

 

6.1. Термины и определения

Центр тяжести (ц.т.) (center of gravity, CG) –точка, являющаяся центром масс ВС - воображаемая точка, в которой сосредоточена вся масса ВС. Ц.т.- это точка, при подвесе в которой ЛА остаётся в состоянии равновесия. Положение ц.т. определяется или расстоянием от опорной точки (плоскости) или в процентах САХ. Положение ц.т. задается продольной, поперечной и вертикальной координатой.

Центровка: под центровкой понимают положение ц.т.

Эксплуатационный диапазон (ЭДЦ) – строго определённое РЛЭ расстояние между предельно-передним и предельно-задним положением центра тяжести, внутри которого должен располагаться ц.т.

Сухая масса (basic empty weight) – масса пустого ВС плюс масса дополнительного и специального оборудования.

Плечо момента (moment arm) – горизонтальное расстояние от начала отсчёта до ц.т. ВС. Знак «+» означает, что плечо измерено позади начала отсчёта,  «-» впереди него.

Начало отсчёта (reference datum) – воображаемая вертикальная плоскость, от которой отсчитывается плечо момента и диапазон центровок; устанавливается изготовителем ВС.

Запас топлива (fuel load) – расходуемое топливо.

Разрешённая сухая масса (licensed empty weight) – масса планера, двигателей, невырабатываемого остатка топлива, несливаемого масла, масса стандартного и дополнительного оборудования.

Максимальный вес:

Посадочный (maximum landing weight) – наибольший вес ВС во время посадки.

Взлетный (maximum takeoff weight) - наибольший вес ВС во время взлёта.

Рулёжный (стояночный) (maximum zero fuel weight) –максимальный вес загруженного ВС.

Вес без топлива (maximum zero fuel weight) –максимальный вес ВС за вычетом веса расходуемого топлива.

САХ (МАС- mean aerodynamic chord) – хорда аэродинамически равноценного данному прямоугольного крыла – средняя аэродинамическая хорда.

Момент (moment) – произведение веса груза на плечо (расстояние от оси вращения до точки приложения веса); суммарный момент ВС равен произведению его веса на расстояние от начала до ц.т.

Индекс (moment index, Index) – момент, деленный на постоянную величину (100, 1000, …..); вводится для упрощения расчетов при больших величинах веса и плеча для устранения громоздких чисел.

Стандартный вес (standart weight) – справочное значение веса, необходимое при расчёте центровок, например:

авиационный бензин 720кг в м³ (6 фунтов/ам. Галлон)

авиационное топливо JET A, JET1 815 кг на м³ (6,8 фунтов/ам. Галлон) JET B 780 кг в м³ (6,5 фунтов/ам. Галлон)

Моторное масло 890 кг/ м³ (7,5 фунта/ам. Галлон)

Вода 1000 кг/м³ (8,35 фунта/ам. Галлон)

Местоположение (station) – место в ВС, определяемое его расстоянием от начала отсчёта.

Полезный груз (useful load) – вес пилотов, пассажиров, багажа, расходуемого топлива и сливаемого масла; равен максимальному взлётному весу за вычетом сухой массы. Этот термин применяется только в авиации общего назначения (АОН).

Центровка ВС ( ) – расстояние от носка проекции САХ ( _CAX) крыла на ось Ох связанной с.к. до ц. масс ВС, выраженное в процентах (долях) длины САХ      .