Радиус поворота. Вес и центровка

Радиус поворота напрямую связан с угловой скоростью, которая, как было показано ранее, есть функция угла крена и воздушной скорости. Если угол крена остаётся неизменным, а воздушная скорость увеличивается, радиус поворота также увеличивается. Увеличенная воздушная скорость заставляет ЛА двигаться по более широкой дуге. ЛА, движущийся со скоростью 220 км/ч, способен описать 360° по окружности меньшего радиуса, чем движущийся со скоростью 440 км/ч. Для того, чтобы компенсировать увеличение воздушной скорости, необходимо увеличить угол крена.

Радиус поворота (R) можно рассчитать по простой формуле. Радиус поворота равен квадрату воздушной скорости, делённому на произведение константы 126,63 и тангенса угла крена. Используя данные примеров, приведённых на рис. 4-48 — 4-50, можно рассчитать радиус поворота для каждой из двух значений воздушной скорости.

Обратите внимание, что если скорость удваивается, радиус увеличивается в четыре раза (рис. 4-51 и 4-52).

Другой способ определить радиус поворота — это использование скорости (измеряемой в м/с), л (3,1415) и угловой скорости. Используя пример, приведённый в верхней правой колонке на стр. 90, было вычислено, что летательному аппарату с угловой скоростью 5,25 градуса в секунду необходимо 68,6 секунд, чтобы описать полный круг. Скорость, измеренную в км/ч, можно перевести в м/с, разделив её на константу 3,6. Таким образом, скорость в 220 км/ч эквивалентна 61,11 м/с. Зная скорость в м/с (61,11) и умножив её на время, необходимое ЛА, чтобы описать полный круг (68,6 секунд), можно определить периметр круга: 61Д1 х 68,6 = 4192,146 м. Разделив полученную величину на л, получаем диаметр круга 1351,28 м. Разделив его на 2, получаем радиус 675,64 м (рис. 4-53), ту же величину, что мы вычислили ранее, используя формулу, приведённую на рис. 4-51.

На рис. 4-54 пилот попадает в каньон и принимает решение развернуться на 180° и покинуть его. При повороте пилот использует угол крена 30°.

Вес и центровка. Сваливание на крыло происходит вследствие резкого уменьшения подъёмной силы, вызванного срывом воздушного потока с поверхности крыла при превышении критического УА. Сваливание может произойти в любом положении по тангажу и при любой скорости. Сваливание относится к числу хуже всего понимаемых аэродинамических процессов, поскольку пилоты часто полагают, что причиной сваливания является прекращение создания крылом подъёмной силы. В ходе сваливания крыло не прекращает создавать подъёмную силу полностью. Скорее, оно не может создать подъёмную силу достаточной величины, чтобы сохранить режим горизонтального полёта.

Информация о весе и центровке ЛА очень важна для пилота и должна постоянно обновляться. Хотя в ходе сертификации ЛА взвешивают, эту величину нельзя считать действующей в течение неограниченного времени. Установка нового бортового оборудования и другие модификации могул повлиять на вес и центровку ЛА. Слишком часто пилоты определяют вес и центровку приближённо, «на глазок», например: «Если у меня три пассажира, я могу загрузить только 400 литров топлива; четыре пассажира — 300 литров» и т.д. Каждый предполётный инструктаж должен включать в себя расчёт веса и центровки ЛА. Будет ошибкой полагать, что три пассажира всегда имеют одинаковый вес. Необходимо провести полный подсчёт веса всех предметов, загружаемых на борт ЛА, включая багаж, а также учесть вес пилотов и пассажиров.

Рекомендуется взвесить весь багаж, чтобы можно было провести точный расчёт положения центра тяжести ЛА. Важность правильного определения положения ЦТ подчёркивалась ранее, при изложении вопросов устойчивости и управляемости ЛА. Неправильное распределение нагрузки может привести к аварии. Опытный пилот хорошо понимает и тщательно контролирует все аспекты расположения центра тяжести ЛА. Вес и центровка являются важнейшими факторами в обеспечении максимальной эффективности при эксплуатации ЛА. Пилот должен знать максимальный вес топлива, которое можно загрузить в ЛА без нарушения центровки, а также пределы веса для рейсов большой и малой дальности с полным комплектом пассажиров и без него. Возьмём, для примера, четырёхместный ЛА с объёмом топливного бака 230 литров.

Сколько пассажиров может взять на борт такой ЛА? Можно ли всегда брать на борт полный комплект пассажиров, вне зависимости от меняющегося запаса топлива? Если каждый из четырёх пассажиров весит по 70 кг, это создаёт совершенно иную картину распределения веса и центровки, чем если каждый весит по 90 кг. Во втором случае полезная нагрузка увеличится на 80 кг, что эквивалентно примерно 105 литрам топлива. Из-за дополнительного веса центр тяжести ЛА может переместиться за границы области центровки, и даже если этого не произойдёт, максимальный взлётный вес может оказаться превышенным. Избыточный вес может перегрузить ЛА и ухудшить его лётно-технические характеристики. ЛА сертифицируются по весу и центровке в силу двух причин:
1) влияние веса на силовую конструкцию ЛА и его лётно-технические характеристики;
2) влияние распределения веса на лётные характеристики, особенно на выход из режимов сваливания и штопора, а также на устойчивость.

Такие ЛА, как неуправляемые аэростаты и аппараты, управляемые переносом веса, не нуждаются в расчётах нагрузки и центровки, поскольку их нагрузка подвешена под механизмом, создающим подъёмную силу.

Диапазон центровок у подобных ЛА таков, что предел нагрузки превысить сложно. Например, у ЛА, управляемых переносом веса, заднее сиденье и топливный бак расположены максимально близко к точке подвеса. Поэтому, изменения нагрузки почти не оказывают влияние на положение ЦТ. Это также справедливо для корзины или гондолы аэростата. Хотя предел центровок в таких ЛА превысить сложно, пилоты не должны перегружать ЛА, поскольку это может привести к структурным повреждениям и отказу бортового оборудования. В расчёте центровки необходимости нет, однако пилоты должны определить предполагаемую полётную нагрузку и удерживать её в установленных производителем границах.