Влияние балансировки на ах

Одним из свойств самолета, обеспечивающих полет, является его способность балансировки. Балансировка – это обеспечение с помощью органов управления равенства 0 аэродинамических моментов относительно осей связанной системы координат (т.е. отсутствие вращения ЛА в полете относительно какой-либо оси).

Однако за возможность балансировки ЛА приходится расплачиваться потерями аэродинамического качества. Рассмотрим, как это происходит.

Подъемная сила ЛА приложена в точке центра давления ЛА, расположенной на средней аэродинамической хорде. Для самолетов нормальной аэродинамической схемы ц.д. находится позади ц.м. Поэтому относительно ц.м. подъемная сила создает момент, направленный вниз (пикирующий) – (-М_z). Для того, чтобы сбалансировать ЛА относительно оси OZ (не допустить его вращения) на ГО самолета должен быть создан уравновешивающий момент противоположного знака (кабрирующий) относительно ц.м. Этот момент создается подъемной силой на ГО в результате изменения угла его установки или отклонения руля высоты.

Тогда сумма моментов относительно оси OZ:

.

А подъемная сила сбалансированного самолета уменьшает подъемную силу ЛА:

.

Для уравновешивания силы тяжести ЛА (Y_a=mg) необходимо увеличить подъемную силу крыла путем увеличения угла атаки на величину _бал. Однако это приведет к увеличению индуктивного сопротивления.

Кроме того, создание подъемной силы на оперении приведет к появлению индуктивного сопротивления на оперении. Если же балансировка осуществляется отклонением руля, то появляется еще одно дополнительное сопротивление – профильное сопротивление руля.

В результате при балансировке суммарное сопротивление ЛА увеличивается на величину так называемого балансировочного сопротивления. Зависимость С_уа = f() в этом случае уменьшает наклон, уменьшается максимальный коэффициент подъемной силы, а поляра ЛА сдвигается вправо – в сторону увеличения сопротивления, что в конечном итоге приводит к потере аэродинамического качества.

Для уменьшения балансировочного сопротивления необходимо уменьшить потребный управляющий момент на оперении. Этого можно добиться уменьшением плеча силы Y_а, на котором создается пикирующий момент: . То есть либо сместить ц.м. назад, либо ц.д. вперед.