продольная устойчивость

продо́льная усто́йчивость летательного аппарата — способность летательного аппарата (в том числе летательного аппарата с системой улучшения устойчивости и управляемости) восстанавливать без вмешательства лётчика исходный режим продольного движения после прекращения действия возмущения. П. у. позволяет осуществлять быстрый переход на новый режим полёта (в частности, изменение балансировки) и его выдерживание при приемлемых для лётчика усилиях для отклонения органов управления. Аэродинамически П. у. может быть обеспечена в том случае, если при отклонении параметров продольного движения от заданных продольный аэродинамический момент меняется таким образом, чтобы парировать действие возмущающего момента (см. Аэродинамическое демпфирование, Статическая устойчивость). П. у. может быть оценена при анализе уравнений продольного движения; её количественной характеристикой является степень устойчивости.

Во многих случаях возмущенное продольное движение можно разделить на два существенно различающихся временны́ми характеристиками переходных процессов движения: короткопериодическое, связанное с изменением перегрузки (угла атаки), и длиннопериодическое — с изменением скорости (высоты полёта, угла наклона траектории). Соответственно различают (ручка управления считается фиксированной) степень продольной статической устойчивости по перегрузке σ_n и степень продольной статической устойчивости по скорости σ_V. При σ_n < 0, σ_V < 0 летательный аппарат устойчив в продольном движении. Однако это условие необходимо, но недостаточно. Полная оценка П. у. летательного аппарата может быть получена путём анализа корней линеаризованного характеристического уравнения продольного движения.

Характеристики П. у. оказывают существенное влияние на оценку самолёта лётчиком (см. Лётчик) и безопасность полёта. Каждый самолёт должен удовлетворять действующим требованиям к затуханию колебаний и времени срабатывания при малом забросе по нормальной перегрузке (см. Заброс по перегрузке). Характеристики самолёта в длиннопериодическом движении оказывают относительно слабое влияние на оценку самолёта лётчиком. Например, к эксплуатации допускаются самолёты, имеющие как нейтральность в длиннопериодическом движении (при периоде колебаний более 20 с), так и неустойчивость (при периодах более 30 с, если при этом время удвоения амплитуды составляет не менее 60 с). При наличии системы автоматического управления рассматривают устойчивость стабилизации высоты, скорости полёта и т. д.

Для обеспечения П. у. и предотвращения расходящихся (нарастающих во времени) колебаний, возбуждаемых лётчиком при решении задачи точной стабилизации самолёта по тангажу, наряду с перечисленными показателями, необходимо выполнение определенных требований к системе управления самолёта. Такие требования формулируют в виде запаса устойчивости разомкнутой системы самолёт — лётчик по фазе (∆φ = 30°—50°) на частоте среза и задания допустимого уровня неравномерности (∆A = 2—3 дБ) логарифмической амплитудной частотной характеристики замкнутой системы самолёт — лётчик в рабочей полосе частот.

Литература:
Пашковский И. М., Устойчивость и управляемость самолёта, М., 1975;
Бюшгенс Г. С., Студнев Р. В., Аэродинамика самолёта. Динамика продольного и бокового движения, М., 1979.

В. И. Кобзев.