манёвренность

Рис. 1. Область допустимых перегрузок.

манёвренность (франц. manœvrer — приводить в движение, управлять, маневрировать, от лат. manu operor — работаю руками) летательного аппарата — способность летательного аппарата изменять положение в пространстве, скорость, высоту и направление полёта за определенный промежуток времени. Важнейшее качество для некоторых классов летательных аппаратов. Высокая М. даёт возможность истребителю занять тактически выгодное положение по отношению к самолёту противника, уклониться от атаки. Для спортивных пилотажных самолётов М. позволяет повысить качество выполнения фигур пилотажа. М. характеризуют угловыми скоростями поворота летательного аппарата относительно центра масс, ускорением при разгоне и торможении в горизонтальном полёте, скороподъёмностью, угловой скоростью и минимальным радиусом разворота (виража) в горизонтальной плоскости.

Характеристики движения летательного аппарата относительно центра масс зависят от эффективности органов управления и управляемости летательного аппарата. М. в траекторном движении определяется модулем и направлением вектора перегрузки n, компонентами которого являются продольная и нормальная перегрузки n_x и n_y. Через эти характеристики выражаются ускорение a_x в горизонтальном полёте (a_x = g₀n_x где g₀ — ускорение свободного падения), энергетическая скороподъёмность V_y^* (V_y^* = Vn_x, V — скорость полёта), угловая скорость ω и радиус разворота R [ω = g₀(n_y² – 1)^1/2/V, R = V²/g₀(n_y² – 1)^1/2]. При фиксированных значениях скорости и высоты полёта в плоскости (n_x, n_y) существует область значений вектора перегрузки (рис. 1), соответствующих различным сочетаниям угла атаки, режима работы двигателей, положений аэродинамических органов управления, створок реактивных сопел и т. д. У этой области имеется ряд характерных точек, которые являются частными показателями М. Точки а и а' определяют предельные значения продольной перегрузки горизонтального полёта при разгоне и торможении. Точка б соответствует максимальной перегрузке установившегося разворота. В точке в достигается максимальное значение нормальной перегрузки и, следовательно, максимальное значение мгновенной угловой скорости разворота. Максимальное торможение обеспечивается в точке г.

Основными характеристиками М. являются максимальная нормальная перегрузка и перегрузка установившегося разворота. Именно они определяют угловые скорости разворота и его радиус. Однако область возможных угловых скоростей разворота на заданной высоте ограничена (рис. 2). Левая граница области (кривая 1) определяется допустимым углом атаки или максимальным значением подъёмной силы. Правая граница (кривая 2) обусловлена ограничениями по прочности конструкции или по эксплуатационной перегрузке. Максимальная угловая скорость разворота достигается в точке пересечения границ (для истребителей 70—80-х гг. эта точка находится в диапазоне значений Маха чисел полёта M_∞ = 0,7—0,9), Область допустимых угловых скоростей делится на две части кривой 3 — линией установившихся разворотов. Выше этой линии (в области I) манёвры могут совершаться только с потерей удельной энергии летательного аппарата, ниже (область II) — с её сохранением или увеличением (например, боевой разворот с сохранением значения горизонтальной скорости может быть выполнен только в области II возможных угловых скоростей). Расширение границ области допустимых угловых скоростей разворота является важнейшей задачей проектирования манёвренного самолёта. Она может быть обеспечено использованием новых технических и конструктивных решений и соответствующим выбором основных параметров летательного аппарата (площади крыла и тяги двигателя).

К мероприятиям, направленным на увеличение М. летательного аппарата, относятся: повышение степени механизации крыла, что улучшает его эффективность в широком диапазоне режимов полёта; совершенствование аэродинамической схемы летательного аппарата, в частности в сторону уменьшения запаса продольной статической устойчивости (см. Степень устойчивости) и переход к статически неустойчивым компоновкам на основе внедрения систем улучшения устойчивости и управляемости (повышения степени автоматизации управления), что позволяет расширить область безопасных углов атаки и скольжения и, следовательно, угловых скоростей разворота; сочетание аэродинамических и газодинамических (отклоняемые сопла на истребителях) принципов управления (см. Управление вектором тяги); уменьшение аэродинамического сопротивления летательного аппарата путем совершенствования его формы и улучшения качества поверхности. Для улучшения характеристик торможения самолёта применяются воздушные тормоза; в перспективе большой эффект может дать использование в полёте реверсивных устройств.

Следует отметить, что в ряде случаев М. ограничивается физиологическими возможностями лётчика, поэтому большое внимание при проектировании истребителей уделяется улучшению условий работы лётчика и созданию специальных технических средств, повышающих физиологический предел перегрузки (противоперегрузочный костюм, отклоняемое кресло, управление режимом дыхания).

Б. К. Давидсон.

Рис. 2. Область допустимых угловых скоростей разворота.