Центровка самолета и пересчет ее

Опубликовано 13.05.2013 | Автор: admin

Центровкой самолета называется положение его центра тяжести относительно крыла, указываемое обычно в процентах средней аэродинамической хорды.

Пусть нам известно положение центра тяжести самолета и положение средней аэродинамической хорды крыла (рис. 93,а). Опустив из ц.т. перпендикуляр на линию,

нагрузки

проведенную перпендикулярно хорде крыла у ее носка, и второй перпендикуляр—на хорду, получим два расстояния х7 и ут; первое из них даст положение ц.т. по длине самолета, второе — по высоте его. Для удобства эти расстояния обычно выражают в процентах (сотых долях) длины средней аэродинамической хорды Ьср. аэр.

Пример. Длина средней аэродинамической хорды ср-аэр = г= 2000 мм, расстояние хт
= 640 мм, расстояние ут = 60 мм. Выразить центровку самолета в процентах САХ.

Для этого надо величины и ут разделить на длину хорды и умножить на 100. Следовательно, хт 640

F^Tp % = 2000 •100 = 32°/о;

ут 60

— ■ • 100 = ЗУо.

аэр 2 1»00

Наиболее важным является положение центра тяжести по длине самолета, поскольку оно может заметно изменяться в зависимости от нагрузки самолета и тем самым влиять на его продольную устойчивость и управ- ляемость. Поэтому на практике центровкой самолета часто называют положение центра тяжести по длине самолета, т. е. расстояние хт, выраженное в процентах С АХ.

При эксплуатации самолета делать расчет центровки не приходится, так как центровка, как и САХ, обычно указывается в техническом описании самолета. Однако при изменении варианта загрузки центровка меняется. Летчик всегда должен помнить об этом и учитывать изменение центровки, так как управляемость и устойчивость самолета зависят главным образом от центровки.

Нагрузка может быть изменена перед полетом и меняется в полете. Конструктор самолета предусматривает колебания центровки и назначает допустимые пределы изменения ее. При эксплуатации самолета центровка не должна выходить из намеченных пределов. Отсюда следует, что в тех случаях, когда загрузка самолета перед полетом выходит за обычные рамки, надо проверить, насколько изменилась центровка, а для этого надо уметь пересчитать центровку (и если после проверки окажется, что центровка вышла за допустимые пределы, надо соответственно изменить загрузку самолета).

При пересчете центровки можно исходить из центровки пустого самолета и найти ее изменение из-за помещенных в самолет грузов. Если центровка при определенной нагрузке известна, то надо определить ее изменение из-за добавления и снятия других грузов.

Пусть нам известно, например, положение ц.т. самолета Як-18 (рис. 93,6) при некотором его весе G. Спрашивается: как изменится центровка, если положить добавочный груз G1 позади ц.т. на некотором расстоянии I от него (например, поместить на заднее сиденье не одного, а двух человек)? Обозначим расстояние, на котором пройдет сила нового веса G + Gx от прежней центровки, через Дх. Так как равнодействующая двух параллельных сил делит расстояние между силами обратно пропорционально силам, то, следовательно,

Ах ___________________________________ С?!

Т^^х ~ G ‘

Преобразуя эту пропорцию, получим: GAx — G{1— G{Ax GAx— GiAx= Gxl Ax(G + G!) = Gxl,

откуда

л г — Gtl

G + Gx •

Таким образом, величина смещения ц.т. от одного положенного груза равна моменту этого груза, деленному на новый полетный вес самолета.

Величина смещения ц. т. от нескольких положенных или снятых грузов равна алгебраической сумме моментов от всех грузов, деленной на окончательный полетный вес самолета. Чтобы выразить это правило тоже в виде формулы, обозначим веса положенных грузов через Gb G2, G3…, а веса снятых — через G/, G2′, G3′…, вес самолета до изменения нагрузки — через G, расстояния от ц.т. до грузов — через / с соответствующими индексами (рис. 94). Тогда получим следующую формулу:

Ax

Сняты грузы: Gj

140 кг,

= 1,0 м; G2 = 20 кг, /2

Рис. 94. Положительные и отрицательные моменты положенных и снятых грузов

-0,8 м.

(Gx lx + G2 h + 03
/, -f …) — (G/ V + G2′ V + G3′ // + …).

G + ~(Gt + G2 +G3 4- …) — (Gx’ + G2′ + Cj3′ 4-…)

Расстояния l для положенных или снятых грузов позади ц.т. будем считать, как это принято, положительными, а для положенных или снятых впереди ц.т. — отрицательными и таким образом учтем знаки моментов.

Задача. Самолет имел центровку хт = 30% САХ. Первоначальный полетный вес G = 1500 кг длина САХ = 2,5 м. Положены грузы: G = 60 кг на расстоянии 1 =0,8 м; G2 = 30 кг /2
= — 0,5 м.

Определить смещение ц.т. и новую центровку самолета хп. Ответ.

Дя = — 2,52% САХ; *ті = 27,48% САХ.

В заключение приводим предельно задние и предельно передние центровки самолетов Як-18 и Як-11.

Самолет	Полетный вес, кг	Центров* предельно задняя	:а, % САХ предельно передняя
Як-18		28,5	17,5
Як-11	2380 2200	26,4	23,4

Рубрика: ТЕОРИЯ ПОЛЕТА И ПИЛОТИРОВАНИЯ САМОЛЕТА

Центровка воздушного судна (англ. Center of Gravity (CG) position) - положение центра тяжести, измеряемое в процентах длины средней аэродинамической хорды - САХ (Mean Aerodynamic Chord, MAC).

Хорда — отрезок прямой, соединяющий переднюю и заднюю кромку профиля крыла.

§

Положение центра тяжести 25% САХ

3. ответ есть в 31 билете (3 вопрос)!