Oldalerők és nyomatékok csúszással végzett egyenesvonalú, stacionárius repülés esetén esetén

 értékkel rendelkező repülőgépeken, speciális automatikus stabilizáló rendszer szükséges.

2.4. Oldalerők és nyomatékok csúszással végzett egyenesvonalú, stacionárius repülés esetén

A repülőgépen csak akkor keletkezik oldalerő és oldalnyomaték, ha az áramlás nem szimmetrikus. Egyenes vonalú repülésben az áramlás szimmetriája az x z1 1síkhoz képest megszűnik, ha a repülőgép csúszik, vagy ha a pilóta kitériti az oldal, ill. a csűrőkormányt.

Oldal nyomaték keletkezik, az aszimmetrikus tolóerő megjelenése miatt, amikor a repülés során az egyik oldalsó hajtómű meghibásodik.

Az oldalerőt és nyomatékot legmegbízhatóbban méréssel lehet meghatározni. Mérési adatok hiányában, ezeket közelítőleg számítással határozhatjuk meg.

Vizsgáljuk meg az oldalerők és nyomatékok milyen módon és hogyan függenek, a repülőgép paramétereitől, a repülési viszonyoktól és a mozgás jellemzőitől.

2.4.1. Az aerodinamikai oldalerő

Csúszáskor keletkező Y_{ 1} keresztirányú erő a repülőgép oldalfelületein megjelenő nyomás változás következménye. Ha a repülőgép a jobb félszárnyra csúszik (  0), akkor az oldalerő az y₁ tengely negatív irányába mutat.

2.4.1. ábra: Repülőgépre ható aerodinamikai oldalerők   0esetén

Mivel a repülésben a csúszási szögek általában kicsik, így az Y₁ keresztirányú erő

A 2.4.1. sz. ábra mutatja a repülőgépre ható oldalerőket. Az Y₁ Y eredő keresztirányú erő az N_ , az ún. csúszási szög szerinti semleges pontban hat.

Az eredő aerodinamikai oldalerő elsősorban a törzs (Y_T ), a függőleges vezérsík (Y_O) és a hajtóműgondolák (Y_G) oldalerejéből tevődik össze

T O G

Y Y Y Y (2.4.1)

, ahol

, ,

Y T Y T

T

O YO O O G YG G G

Y c qS Y c qS

Y c  qS Y ic  qS

 

 

Itt az S_T, az S_G- a törzs, ill. a hajtóműgondola jellemző vetülete (áltatában a középső rész keresztmetszete) , S_O- a függőleges vezérsík vetülete, _O  q_O /q és _G  q_G / q - fékezési tényező a függőleges vezérsík, ill. a hajtóműgondola környezetében, i- a (nem leárnyékolt) hajtóműgondolák száma. A törzs hátsó részében található hajtóműgondola esetén, első közelítésben: _G _O .

A 2.4.2. sz. ábra szemlélteti a függőleges vezérsík megfúvási viszonyait csúszásban.

2.4.2. ábra: Függőleges vezérsík megfúvása  0esetén,(az indexekben o-betű szerepel) A repülőgép eredő aerodinamikai oldalerő-tényezője, semleges helyzetben lévő oldalkormány esetén

(1 )

Y Y

O G

T

Y YT YO O O YG G

c c

S S

c c S c ic

S S S



    



  



    (2.4.2)

Fenti kifejezésben az _O^{ O}



 

 - a függőleges vezérsík magassága szerint átlagolt oldal irányú leáramlási szög deriváltja. Az alkalmazott előjel rendszerben a ^c_Y^{  0}-val és

hasonló képpen pozitív távolságokkal számolunk, a nyomatékok felírásánál pedig, az elfogadott elforgatási iránynak megfelelően határozzuk meg az előjelet.

2.4.2. A repülőgép aerodinamikai orsózó nyomatéka, semleges helyzetű csűrő- és oldalkormánylap esetén

A repülőgép M_x aerodinamikai orsózó nyomatéka pozitív, ha ez a nyomaték a jobb félszárnyra igyekszik bedönteni a repülőgépet.

Az orsózó nyomaték, M_x m qSb_x kifejezésében az m_x- a repülőgép dimenzió nélküli aerodinamikai orsózó nyomatéki tényezője, a b pedig a szárny fesztávolsága.

Csúszással végzett stacionárius vízszintes repülésben az m_xnyomatéki tényező rész nyomatéki tényezők összegeként írható fel

xSZ xSZ xO xint interferencia járulékos orsózó nyomatéki tényezője.

A vízszintes vezérsík szintén előállít valamekkora orsózó nyomatékot, azonban az értéke, a többi résznyomatékhoz képest, kicsi és általában elhanyagolható.

 A szárny orsózó nyomatéka

Csuszáskor a repülőgép szárnya állítja elő az orsózó nyomaték legnagyobb részét. A nyomaték nagyságára hatással van a szárny alaprajza, a nyilazás, a V-beállítás és a repülési

M szám.

 A szárnynyilazás hatása az orsózó nyomatékra

Vizsgáljuk meg az egyedülálló, V- beállítás nélküli szárny nyilazásának hatását az orsózó nyomatékra. A 2.4.3. sz. ábra tanúsága szerint az effektív nyilazási szög  szögértékkel csökken az áramlásban előbbre lévő, vagyis csúszó félszárnyon c/ 4  és nő a

Induljunk ki abból, hogy a nyilazott szárny _L

S Z esetén (2.4.3. sz. ábra), a jobb oldali és a bal oldali félszárnyon

, , 0 , 0 csúszó félszárnyra vonatkozik, mínusz pedig, a késésben lévőre.

2.4.3. ábra: Csúszáskor a szárnynyilazással összefüggőjárulékos orsózó nyomaték keletkezése Fentiek alapján, a csúszó félszárnyon keletkező felhajtóerő növekedés:

1 2 ^L

SZ SZ

L c  qStg

  , és a nyilazott szárny csúszásból eredő orsózó nyomatéka

' '

,

xS Z 2 S Z S Z LS Z S Z

M L y c  q S y tg

      

, itt y_{S Z}^' - a jobboldali félszárny

S Z

L járulékos felhajtóerő karja. A y_{S Z}^' közelítőleg azonos a szimmetria sík és a félszárnyvetület súlypontja közötti távolsággal. Fenti kifejezést elosztva a (q S b) szorzattal, a dimenzió nélküli orsózó nyomatéki tényező

, ,

'

,

SZ SZ

S Z

SZ LSZ

x x

x

m m

m c y tg

b





 





   (2.4.4)

 A V-beállítás hatása az orsózó nyomatékra

A szárny V-beállítása miatt, csúszáskor adódó oldalmegfúvás orsózó nyomaték megjelenéséhez vezet.

Tegyük fel, hogy egyenes (nyilazás nélküli) szárnyat  csúszási szöggel érkező áramlás éri (2.4.4. sz. ábra). Az eredő, ^V sebességű megfúvás két, ^x₁ és y₁ tengely irányú komponense: (V co s ) és (V sin ). Bontsuk fel az oldal irányú sebesség összetevőt a húrsíkra merőleges (^{V sin} ^sin ) és a vele párhuzamos ^{V sin co s} komponensre.

2.4.4. ábra: V-beállítással rendelkező szárny járulékos orsózó nyomatékának meghatározásához A (V sin sin ) sebesség összetevő a csúszó félszárnynál felfelé -, a késésben lévőnél pedig, lefelé mutat. A (V sin sin ) sebesség komponens megjelenése mindegyik félszárnyon az állásszög megváltozását okozza

sin sin

Az állásszög megváltozása mindkét félszárnyon járulékos felhajtóerő, ill. orsózó nyomaték megjelenéséhez vezet. A keletkező járulékos orsózó nyomaték a késésben lévő (adott esetben a bal) szárnyra igyekszik bedönteni a repülőgépet

,

A járulékos orsózó nyomaték, dimenzió nélküli formában

'

Ez a tényező a V-beállítással rendelkező nyilazott szárny esetén

, ,

A (2.4.5) kifejezésből látható, hogy pozitív V- beállítás (  0) növeli a repülőgép statikai keresztstabilitását, mivel ebben az esetben az

, 0

xSZ

m 

  (l. később az 2.5.1.-es pontot).

A szárny építésében esetlegesen adódó gyártási pontatlanságok eredményezik az

0

mx járulékos orsózó nyomatékot. A legnagyobb hatást a szárny beépítési szögében adódó eltérés okozza.

Összegezzük a szárny fentiekben meghatározott résznyomatékait

0

 A függőleges vezérsík orsózó nyomatéka

Csúszáskor a függőleges vezérsíkra ható Y_O keresztirányú erő



^Mx_O ^{ Y zO O, 0}



nyomatékot ad a súlyponton átmenő x₁ hossztengelyre. A nyomaték kifejezésében az z_O- a keresztirányú erő karja, számításokban értékét egyenlőnek vehetjük a függőleges vezérsík fél magasságágának az x₁ tengelytől mért távolságával.

Behelyettesítve az ^Y_O kifejezését, dimenziótlanítás után, a függőleges vezérsík orsózó nyomatéki tényezője

 A szárny - törzs közötti interferenciából eredő orsózó nyomaték

A repülőgép törzs közel forgástest, a repülőgép súlypontja általában a hossztengely közelében helyezkedik el, ezért a törzs orsózó nyomatéka gyakorlatilag nulla.

Csúszáskor a törzs jelenléte megváltoztatja szárny körüli áramlás jellegét. Ennek következtében megváltozik a szárny fesztáv menti légerőterhelése. Az interferencia miatt

xint

M orsózó nyomaték keletkezik. Az interferenciát figyelembe vevő orsózó nyomatéki tényező

in t in t

x x

m  m^  (2.4.8)

Az mx^in t nyomatéki derivált a szakirodalomban található empirikus képletek segítségével számítható.

Fentiek figyelembe vételével, az egész repülőgép aerodinamikai orsózó nyomatéki tényezője csúszással végzett stacionárius repülésben, _{C S}^,_O  ⁰esetén

0

, ahol az

 

^mX derivált jellemzi az egész repülőgép statikai keresztstabilitását.

2.4.3. A repülőgép aerodinamikai legyező nyomatéka, semleges helyzetű csűrő- és

A szárny is létrehoz valamekkora legyező nyomatékot, azonban az M_z jelentősebb részét a törzs és a függőleges vezérsík állítja elő.

 A törzs legyező nyomatéka A 2.4.1. sz. ábra jelöléseivel

( ) növelésével, nő a törzs ínstabilizáló nyomatéka.

 A függőleges vezérsík legyező nyomatéka

Az _{O O}

zO

M Y l nyomaték – a függőleges vezérsík legyező nyomatéka, itt l_O - a függőleges vezérsík karja, az Y_O pedig a függőleges vezérsíkon keletkező keresztirányú aerodinamikai erő.

Az Y_Oerő kifejezésének behelyettesítésével, a (^{q S b})-vel való osztás után, a vezérsík dimenzió nélküli legyező nyomatéka

(1 ) keresztmetszeti nyomatéka, értéke általában: 0.05_O 0.15.

Mivel a c_Y^  0,_O  0és _O^ 1, az _z 0

O

m  , vagyis a függőleges vezérsík kompenzálja a törzs és más repülőgéprészek ínstabilizáló nyomatékát és biztosítja a repülőgép iránystabilitását. Ebben meghatározó szerepe van a ^_O -nak.

 A hajtóműgondolák legyező nyomatéka

A hajtóműgondolák legyező nyomatékának _{z G G}

G

M  Y l kifejezésébe behelyettesítve az

G G

Ha a hajtóműgondolák a repülőgép súlypontja mögött helyezkednek el, akkor az _z 0

G

m 

és a gondolák növelik -, ha pedig, a súlypont előtt, akkor csökkentik az iránystabilitást.

A szárny nyomatéki hozzájárulásának meghatározása az alábbi empirikus képletet nyújt segítséget

A (2.4.14)-ből látható, hogy az állásszög növelésével (leszállás vagy repülés nagy magasságon) csökken az iránystabilitás mértéke, elsősorban az 0

xS Z

m^  kedvezőtlen hatása miatt.

A rész nyomatékok összegezésével, az egész repülőgép aerodinamikai legyező nyomatéka csúszással végzett stacionárius egyenes vonalú repülésben,  _O, _{C S} 0esetén

z

, az

 

^mz derivált jellemzi az egész repülőgép statikai iránystabilitását.

2.4.4. A kormánylapok kitérítéséből eredő oldalerők és nyomatékok

A repülőgép oldalkormányzása a csűrő és az oldalkormánylap kitérítésével történik.

Pozitívnak tekintendő a jobboldali csűrő lefelé - és az oldalkormánylap jobbra történő kitérítése (2.2.2. ábra).

Nagy sebességű repülőgépeken csűrő helyett vagy mellett spoilereket is alkalmaznak. A spoiler kitérítése, a szárny a kitérítése által befolyásolt részén határréteg leválást idéz elő. A szárny ezen részén nő az ellenállás és csökken a felhajtóerő.

 A csűrő kitérítésből eredő orsózó és legyező nyomaték

Repüléskor a csűrő kitérítésével megváltozik a szárny megoszló légerő terhelése a terjedtség mentén (2.4.5. sz. ábra).

2.4.5. ábra: Repülőgép szárny járulékos felhajtóerő eloszlása kitérített csűrő esetén (jobb csűrő fent, bal csűrő lent: _{C S} 0)

Ennek megfelelően azon a félszárnyon, ahol a csűrő lefelé van kitérítve, a L_{C S}  0 -, és a felfelé kitérített csűrővel rendelkező félszárnyon a L_{C S}  0normál irányú erő jelenik meg.

A keletkező erőpár szolgáltatja a keresztkormányzást biztosító orsózó nyomatékot

xC S 2 C S C S

M L y

   (2.4.16)

, itt az y_{C S}- a L_{C S} erő karja. Az y_{C S} közelítőleg egyenlő a csűrő közepe és a repülőgép szimmetria tengelye közötti távolsággal.

A L_{C S} normálerő változás közelítőleg

  - a csűrőkormány viszonylagos hatásossági tényezője

1

Fentiek alapján a kormányzást biztosító orsózó nyomatéki tényező

1 C S

Nagy állásszögek esetén, a határréteg leválása miatt, a csűrő hatásossága csökken.

Ez különösképpen érvényes a nyilazott szárnyakra, ahol a leválás a szárnyvégeken kezdődik.

A hangsebesség körüli és a hangsebesség fölötti sebességeken, a c_L^ és az n_{C S} csökkenése miatt, szintén csökken a csűrő hatásossága.

A csűrő kitérítésével, a szárny csűrő által érintett részén, nemcsak a normál -, hanem a hosszirányú erőkomponens is meg fog változni. Ennek eredményeként, megjelenik a

zC S

M járulékos legyező nyomaték. Ez a nyomaték a lefelé kiterített csűrővel rendelkező félszárny irányába mutat, kifejezése dimenzió nélküli formában

cs

M nyomaték csökkentéséhez differenciál csűrést alkalmaznak, vagyis a lefelé kitérített csűrőt kisebb mértékben térítik ki, mint a felfelé kitérített csűrőt. Kis állásszögek esetén, a ^m_zcs járulékos legyező nyomatéki tényező abszolút értéke kicsi, de az  szög növekedésével nő.

 Az oldalkormánylap kitérítésből eredő orsózó és legyező nyomaték

Az oldalkormánylap kitérítésekor megváltozik a függőleges vezérsík nyomás eloszlása és ennek következtében alakul ki a Y_O járulékos keresztirányú erő (2.4.6. sz. ábra)

O

O YO O O YO O O O YO O O O O

Y c q S c^  q S c^ n   q S

     (2.4.21)

, ahol _{O Y}^O / _Y

O O

n c^ c^ - az oldalkormánylap relatív hatásossági tényezője

/ , 1

/ , 1

O O k O

O O k O

n S S M

n S S M

 

  (2.4.22)

, itt az S_{O k} - az oldalkormánylap vetülete.

2.4.6. ábra: Az oldalkormánylap kitérítéséből eredő járulékos oldalerő és oldalnyomatékok A Y_O keresztirányú erő nyomatékot ad a súlyponton átmenő x₁ és z₁ tengelyre

xO O O

M Y z

    és _{Z O O}

O

M Y l

  

A Y_O erő behelyettesítésével és a (q S b)-vel való osztás után, az orsózó és a legyező nyomatéki tényező

xO

O O

Y O

O

O

O k

x O

x

m m

m c n S z

S b



 







  (2.4.23)

és

zO

, itt az m_z^O - az oldalkormány hatásossági tényezője. Hangsebesség fölötti sebességeken a

cY^ csökkenése miatt, csökken az m_z^O értéke.

2.4.5. A repülőgép eredő orsózó és legyező nyomatéka csúszással végzett egyenesvonalú stacionárius repülésben

Stacionárius repülésben az eredő oldalnyomaték az aerodinamikai és a működő hajtóművek járulékos oldalnyomatékaiból áll.

Az oldalnyomaték meghatározása a hajtóművek különböző üzemmódjaiban alapvetően kísérleti adatok alapján lehetséges.

A hajtóművek működése során a hosszirányú, propulziós erő mellett, csúszásból függvényében kell meghatározni, hasonlóan ahhoz, ahogyan a 2.2.2. pontban a T_z erőt az

 állásszög függvényében határoztuk meg.

Fentiek alapján az orsózó és a legyező nyomatéki tényezőt az alábbi módon írhatjuk fel

, ahol a gázturbinás sugárhajtóműves repülőgépek esetén, az elrendezéstől függően

,

, a légcsavaros hajtóművek esetén pedig

2 2 statisztikai adatok alapján kell meghatározni.

A legyező nyomaték keletkezhet aszimmetrikus tolóerő (vonóerő) esetén is.

Összegezve az aerodinamikai és propulziós nyomatékokat, a repülőgép eredő orsózó és legyező nyomatéki tényezője, kitérített oldal és csűrő kormánnyal, csúszással végzett egyenes vonalú stacionárius repülés esetén

0

2.4.6. Járulékos orsózó és legyező nyomaték görbevonalú mozgás esetén, az eredő oldalnyomaték

A repülőgép _x és _z szögsebességgel, a súlyponton átmenő x₁ és z₁ tengely körüli forgásakor, járulékos aerodinamikai orsózó és legyezőnyomaték alakul ki.

Ezen kívül megjelenik még a függőleges vezérsík környezetében adódó leáramlás késéséből származó oldalnyomaték, azonban ez nem jelentős, így első közelítésben ettől el lehet tekinteni.

 Az x₁ tengely körüli forgásból eredő aerodinamikai orsózó és legyező nyomaték Az _xszögsebességgel történő forgás eredményezi a szárny és a függőleges vezérsík járulékos orsózó és legyező nyomatékát. Az említett nyomatékok általában kis részét adja a vízszintes vezérsík és a törzs, közelítő számításokban ezek elhanyagolhatók. Az

xszögsebességgel forgó szárny esetében, a lefelé mozgó szárnyon növekedni fog a helyi állásszög, az emelkedőn pedig, csökken (2.4.7. a. sz. ábra). A helyi állásszög változás,

vonatkoztatott orsózó nyomatékot adnak. Ez a járulékos legyező nyomaték a lefelé mozgó szárny irányába igyekszik fordítani a repülőgépet. Ezt a nyomatékot legyező spirál

   dimenzió nélküli orsózó szögsebességet, a nyomatéki tényezők

,

  forgást csillapító orsózó nyomatékot , másfelől pedig, a lefelé haladó szárny irányába mutató ^x

x x

zO zO

M M^

 

  legyező spirál

nyomatékot ad (2.4.7.b. sz. ábra).

Áttérve a dimenzió nélküli felírásra, a nyomatéki tényezők

,

a) b)

2.4.7. ábra: A szárny (a) és a függőleges vezérsík (b) járulékos aerodinamikai oldalnyomatéka a repülőgép x₁tengely körüli forgása esetén

 A z₁ tengely körüli forgásból származó aerodinamikai orsózó és legyező nyomaték Az _zszögsebességű forgás esetén, hatni fog a szárny, a függőleges vezérsík és a törzs

S P -ra vonatkoztatott oldalnyomatéka.

A szárny z₁tengely körüli forgása esetén, az előrehaladó félszárnyon megnövekszik, a hátrahaladón pedig, lecsökken a megfúvási sebesség. Ebből kifolyólag, az előrehaladó félszárnyon nagyobb, a hátrahaladón pedig, kisebb lesz a normál- és a hosszirányú erő is.

A normálerők által létrehozott _{SZ SZ}^z nélküli legyező szögsebességet, a nyomatéki tényezők

, megfúvást kap. Ennek következtében járulékos helyi csúszási szög jön létre. A járulékos csúszás megjelenésével Y_O keresztirányú erő alakul ki (2.4.7.b. sz. ábra). Ez az erő haladó szárnyra billenteni a repülőgépet. Másrészt pedig, a megjelenő ^z

z z

zO zO

M M ^

 

 

legyező nyomaték a z₁tengely körüli forgást csillapítja.

a) b)

2.4.8. ábra: A szárny (a) és a függőleges vezérsík (b) aerodinamikai oldalnyomatékai, a z₁tengely körüli forgás esetén

A törzs is hozzájárul a z₁tengely körüli forgás csillapításához. A törzs járulékos hatását, a függőleges vezérsík forgást csillapító legyező nyomatékának meghatározásánál, a k_T 1.2

korrekciós tényező bevezetésével vesszük figyelembe.

A két tengely körüli együttes forgás figyelembe vételére is alkalmas nyomatéki

A parciális deriváltakat a legcélszerűbb kísérleti adatok alapján meghatározni.

Mérési adatok hiányában, közelítő számításokban az alábbi, a szakirodalomban található összefüggések használhatók

2 változnak a repülési M számmal. Ez a változás különösen nagy a hangsebesség körüli és a hangsebesség fölötti sebességeken, amikor a M szám növekedésével az értékük csökken.

A (2.4.28) és (2.4.34) szerinti nyomatékok értelemszerű összegegezésével, az eredő orsózó és legyező nyomatéki tényezők stacionárius görbevonalú repülésben

0 2.5. Repülőgépek statikai oldalstabilitása, Repülőgépek oldalkiegyenlítése, statikai

oldalkormányozhatóság jellemzői

A repülőgép statikai oldalstabilitása jellemzi az orsózó és a legyező nyomatékok egyensúlyát.

Tételezzük fel, hogy a pilóta, biztosítva az oldalegyensúlyt, többé nem változtat a kormányok helyzetén. Amennyiben a kiegyenlített, csúszás nélkül, vízszintesen repülő repülőgépen megzavarás hatására csúszás alakul ki, akkor a keletkező oldalerő hatására, orsózó és legyező nyomaték jelenik meg. Ezzel a repülőgép oldalegyensúlya megszűnik.

Mivel csúszásra a repülőgép irányváltozással és bedőléssel válaszol, ezért az oldalstabilitás vizsgálatát feltételesen kétfelé bontják. Külön vizsgálják a repülőgép irány (szélzászló) stabilitását, a z₁tengely vonatkozásában, és a keresztstabilitást, az x₁tengely vonatkozásában.

Továbbá bevezetik a statikai irány- és keresztkormányozhatóság fogalmát. Ezek a fogalmak jellemzik a repülőgép kiegyenlítését az oldalmozgásra. Meghatározzák a repülési üzemmód megváltoztatásához szükséges kormánybot és pedál elmozdítás-gradiensét, ill.

az azokon kifejtendő erőt.

A repülőgépek oldalkiegyenlítése biztosítható a csűrők és az oldalkormány kitérítésével.

A repülőgép kiegyenlítés vizsgálatakor jellemző stacionárius repülési módnak tekintik a

2.5.1. A repülőgépek statikai oldalstabilitása

A repülőgépek statikai irány- és keresztstabilitását rögzített és elengedett kormánylapok esetén szokták vizsgálni.

Először tekintsük át a repülőgép statikai oldalstabilitását, rögzített kormánylapok esetén ( _O, _{C S} áll).

 Statikai iránystabilitás rögzített csűrő és oldalkormánylap esetén

A repülőgép statikai iránystabilitása a repülőgép azon sajátossága, hogy önmagától, a pilóta beavatkozása nélkül, igyekszik megakadályozni a csúszási szög megváltozását. Ha a kiinduló repülési helyzetben a repülőgép csúszás nélkül repül, és ha megjelenő csúszásra (megzavarásra), válaszul a repülőgépen olyan M_zR legyező nyomaték keletkezik, mely igyekszik megszüntetni a csúszást, akkor a repülőgép rendelkezik statikai irány- vagy más szóval szélzászló stabilitással.

2.5.1. ábra: Az m_zR( ) függvénykapcsolat M  á llesetén:statikai iránystabilitással rendelkező (—) ill. nem rendelkező (­­­­) repülőgép

A repülőgépek statikai iránystabilitását, az m_zR 0pontban meghatározott

mzR

parciális derivált – a statikai irány stabilitás mértéke - jellemzi. Ha az 0

mzR  , akkor a repülőgép rendelkezik statikai iránystabilitással. Ebben az esetben, például, a jobboldali félszárnyra csúszó repülőgép ^{  0}, pozitív irányú



m^zR  mzR   ⁰



legyező nyomaték alakul ki. Ez a nyomaték igyekszik jobbra fordítani a repülőgépet, vagyis megszüntetni a csúszást. Amennyiben az 0

mzR  , akkor a repülőgép nem rendelkezik statikai iránystabilitással, így pozitív csúszás esetén (  0) kialakuló negatív irányú

legyező nyomaték ( _zR 0

m mzR 

    ) balra igyekszik fordítani a repülőgépet, vagyis igyekszik növelni a kezdeti csúszást. És végül, ha a 0

mzR

  , akkor a repülőgép statikailag indifferens ( 0

mzR  ).

A 2.5.1. sz. ábrán látható egy statikai iránystabilitással rendelkező és nem rendelkező repülőgép m_zR() nyomatéki görbéje, az M  á llesetén. Megállapíthatjuk,

hogy ha a csuszáskor keletkező Y keresztirányú erőnövekedés az S P mögött hat (az N_

semleges pont az S P mögött van: l. 2.4.1 sz. ábrát) a repülőgép rendelkezik statikai iránystabilitással.

Megjegyzés: a csúszási szög szerinti N_semleges pont a repülőgép szimmetria síkjában fekszik, kis csúszási szögek esetén, erre a pontra vonatkozó legyező és orsózó nyomaték állandó



mx^(N_^),mz^(N_⁾ ⁰



.

2.5.2. ábra: Az ( )

mzR M függvénykapcsolat   ^{á ll}esetén:^"^' A 2.5.2. sz. ábra mutatja az ( )

mzR M

-re jellemző függvénykapcsolatot,   á ll esetén. Az ábra tanúsága szerint, transzonikus sebesség tartományban (0 .8 M 1 .2), amikor a függőleges vezérsík hordozó képessége (az ^c_yO derivált értéke) a legnagyobb, a repülőgép statikai iránystabilitása mértéke is a legnagyobb. A M szám további növekedésével a repülőgép iránystabilitásának mértéke gyorsan csökken. Mivel a törzs instabilizáló legyező nyomatéka alig növekszik a M szám növekedésével, így az iránystabilitás csökkenését hangsebesség felett (  á llesetén), lényegében a függőleges vezérsík stabilizáló legyező nyomatékának csökkenése (az ^c_y^_O jelentős csökkenése) okozza.

Az állásszög növelésével nő a függőleges vezérsík szárny és törzs általi leárnyékolása. Ebben az esetben a függőleges vezérsík csökkenő hatásossága miatt, csökken a repülőgép iránystabilitása.

Egy adott M számnál a függőleges vezérsík stabilizáló legyező nyomatéka egyenlő lesz a törzs instabilizáló nyomatékával, az ennél nagyobb M számoknál pedig, a repülőgép elveszíti az iránystabilitását.

Hangsebesség fölött, az iránystabilitás jelentős csökkenése eredményezi, hogy a megzavarások hatására, a repülőgép könnyebben kerül a csúszásba. Felfokozódik a repülőgép oldalirányú lengése, romlik a megzavarás utáni repülőgépmozgás dinamikája és egyre erősebb lesz a hossz- és az oldalirányú mozgások közötti kapcsolat.

A statikai iránystabilitás növeléséhez növelni kell a függőleges vezérsík vetületét, törekedni kell a jobb hordozó képességgel rendelkező szimmetrikus profilok alkalmazására. További irányfelületek alkalmazása a vízszintes vezérsíkon, a stabilitást javító automatikus rendszerek beépítése hatásos eszközök az iránystabilitás növelésére.

 Statikai keresztstabilitás rögzített csűrő és oldalkormánylap esetén

Még mielőtt rátérnénk a statikai keresztstabilitással kapcsolatos kérdésekre, vizsgáljuk meg a repülőgép viselkedését bedőlésekor. Induljuk ki abból, hogy maga a bedőlés nincs

Még mielőtt rátérnénk a statikai keresztstabilitással kapcsolatos kérdésekre, vizsgáljuk meg a repülőgép viselkedését bedőlésekor. Induljuk ki abból, hogy maga a bedőlés nincs

In document Repülésmechanika (Pldal 163-194)