Статическая маржа - Static margin
Если самолет в полете испытывает нарушение тангажа, вызывающее увеличение (или уменьшение) угол атаки желательно, чтобы аэродинамические силы на летательном аппарате вызывали уменьшение (или увеличение) угла атаки, чтобы возмущение не вызывало постоянного увеличения (или уменьшения) угла атаки. Это продольная статическая устойчивость.
Статическая маржа - это понятие, используемое для характеристики статической продольной устойчивости и управляемости самолетов и ракет.
При анализе самолета статический запас определяется как расстояние между центром тяжести и нейтральной точкой самолета, выраженное в процентах от средней аэродинамической хорды крыла. Чем больше это расстояние и чем уже крыло, тем устойчивее самолет. Обычно нейтральная точка находится за цехом, хотя в редких случаях (истребители с компьютерным управлением) она может быть впереди цг, то есть немного нестабильна, для обеспечения быстрого реагирования в бою. Слишком большая продольная устойчивость делает самолет "жестким" по тангажу, что приводит к таким нежелательным характеристикам, как затруднение в достижении необходимого шага сваливания носом вверх при посадке.
Положение нейтральной точки определяется путем вычисления алгебраического суммарного момента всех горизонтальных поверхностей, измеренного от носа самолета, таким же образом, как и для c.g. определяется сумма всех таких моментов, деленная на их общую площадь. Стабилизатор и руль высоты доминируют в этом результате, но необходимо учитывать все поверхности, такие как фюзеляж, шасси, нормальная стойка и т. Д. Также необходимо учитывать центр давления крыла, который может перемещаться много вперед и назад, поскольку угол атаки секции крыла с плоским днищем (Clark Y) изменяется, или не изменяется вообще в случае самостабилизирующихся секций, таких как M6.
Нейтральная точка в обычных самолетах находится на небольшом расстоянии позади цг. («Перья стрелы должны быть сзади»); но в нетрадиционных самолетах, таких как "утки" и самолетах с двумя крыльями, таких как Quickie, этого не будет. Общее правило, изложенное выше, должно соблюдаться, т.е. нейтральная точка должна располагаться за ЦГ, где бы она ни находилась.
Положение центра тяжести определяется такими факторами, как положение грузов, например пассажиры, топливо, оружие и т.д .; могут ли такие нагрузки меняться, например наличие или отсутствие багажа, боеприпасов и т.д .; и как расходуется топливо во время полета. Дополнительная информация относительно обычного положения нейтральной точки за центром тяжести находится на продольная статическая устойчивость.[1] (Для самолета это можно описать как положительный статический запас.) Реакция самолета или ракеты на угловое возмущение, такое как подача возмущение определяется его статическим запасом.
При анализе ракет статический запас определяется как расстояние между центром тяжести и центр давления. Ракеты - это симметричные транспортные средства, и если у них есть крылья, они тоже симметричны.
Для ракет положительный статический запас означает, что вся машина создает восстанавливающий момент для любого угла атаки из положения дифферента. Если центр давления находится за центром тяжести, то момент будет восстанавливаться. Для ракет с симметричными аэродинамическими профилями нейтральная точка и центр давления совпадают, и термин нейтральная точка не используется.
Связь с устойчивостью и управляемостью самолетов и ракет
- Если центр тяжести (ЦТ) самолета находится впереди нейтральной точки, или ЦТ ракеты находится впереди центра давления, транспортное средство будет реагировать на возмущение, создавая аэродинамический момент, который возвращает угол атаки транспортного средства в сторону угла, существовавшего до возмущения.
- Если ЦТ самолета находится за нейтральной точкой, или ЦТ ракеты находится за центром давления, транспортное средство отреагирует на возмущение, создав аэродинамический момент, который продолжает увеличивать угол атаки транспортного средства. из исходной позиции.
Первое условие выше - положительная статическая устойчивость. В анализе ракет это описывается как положительный статический запас. (При анализе самолетов это может быть описано как отрицательный статический запас.)
Второе условие выше - отрицательная статическая устойчивость. В анализе ракет это определяется как отрицательный статический запас. (При анализе самолетов это можно описать как положительный статический запас.)
В зависимости от статического запаса люди могут не иметь возможности использовать управляющие сигналы лифтов для управления шагом транспортного средства. Обычно на базе компьютера автопилоты требуются для управления транспортным средством, когда оно имеет отрицательную статическую устойчивость - обычно описываемую как отрицательный статический запас.
Цель пониженной устойчивости (низкий статический запас) состоит в том, чтобы сделать самолет более чувствительным к действиям пилота. Самолет с большим запасом статики будет очень устойчивым и медленно реагировать на команды пилота. Величина статического запаса является важным фактором при определении характеристик управляемости самолета. Для неуправляемой ракеты транспортное средство должно иметь большой положительный статический запас, чтобы ракета демонстрировала минимальную тенденцию отклоняться от направления полета, заданного ей при запуске. Напротив, управляемые ракеты обычно имеют отрицательный статический запас для повышения маневренности.