Аэродинамические силы и моменты действующие на самолет в полете

Самолет в воздухе можно считать твердым телом, движение которого происходит под действием прикладываемых к нему сил и моментов, представленных на рис.4.

Рисунок 4. Действующие силы на самолет

Обычно полное пространственное движение самолета разделяют на два движения: продольное и боковое, каждое из которых в свою очередь можно рассматривать состоящим из двух составляющих: движения центра масс и движения (вращении) вокруг центра масс.

Обычно полное пространственное движение самолета разделяют на два движения: продольное и боковое, каждое из которых в свою очередь можно рассматривать состоящим из двух составляющих: движения центра масс и движения (вращении) вокруг центра масс.

Управление продольным движением. Основными параметрами продольного движения (происходящего в вертикальной плоскости) являются: высота H, воздушная скорость V, угол наклона траектории θ, угол тангажа υ и угол атаки α. На самолет действуют четыре силы: сила тяжести G, сила тяги двигателя Р, подъемная сила Y и сила лобового сопротивления X. Силы G н Р будем считать приложенными к центру центром давления Д масс о самолета, а аэродинамические силы Y и Х —точке, к называемой центром масс представленных на рис.5.

Рисунок 5. Силы действующие на самолет

Из второго закона механики известно, что если силы, действующие на тело, уравновешены (т. е. их сумма равна нулю) то центр масс осуществляет равномерное прямолинейное движение, представленное на (рис. 4). Поэтому, если мы хотим управлять вектором скорости самолета, а следовательно, и траекторией его движения, то необходимо создавать управляющие силы.

Из этого же закона механики для вращательного движения следует: если уравновешены действующие на тело моменты, то его вращение вокруг центра масс либо отсутствует, либо происходит с постоянной угловой скоростью. Поэтому для изменения углового положения самолета необходимо создавать управляющие моменты. Вращение самолета обычно рассматривается происходящим вокруг осей связанной системы координат OXYZ (рис. 5).Начало этой системы координат расположено в центре масс самолета.

Моменты относительно связанных осей принято называть следующим образом М_х — кренящий момент, Мр — момент рыскания, или путевой момент, M_z — продольный момент.

Рисунок 5. Моменты действующие на самолет