сваливание

Зависимости скоростей крена и рыскания и угла атаки.

сва́ливание — критический режим летательного аппарата, при котором возникает самопроизвольное апериодическое или колебательное с возрастающей амплитудой боковое движение летательного аппарата относительно какой-либо одной или обеих (продольной и нормальной) осей координат, не парируемое обычными методами пилотирования без уменьшения угла атаки. С. принадлежит к одному из явлений, наряду с бафтингом, колебаниями по крену и др., сопровождающих выход летательного аппарата на большие углы атаки, то есть на углы атаки, где происходят перестройка структуры обтекания и, как следствие, значительное изменение аэродинамических характеристик. С. дозвукового летательного аппарата с прямыми крыльями и крыльями малой стреловидности связано главным образом с самовращением и начинается вблизи критических углов атаки. С. самолётов с треугольными крыльями, крыльями умеренной и большой стреловидности может начинаться на углах атаки значительно меньших, чем углы атаки, где коэффициент подъёмной силы достигает максимального значения, и вызывается потерей боковой устойчивости. Основными причинами, определяющими С. таких самолётов, являются потеря путевой статической устойчивости (), уменьшение запаса поперечной статической устойчивости () и значительное уменьшение демпфирования крена (; см. Степень устойчивости, Вращательные производные). С. характеризуется углом атаки начала С. α_св и интенсивностью развития угловых движений. Допустимый в эксплуатации угол атаки обычно устанавливается на несколько градусов меньше α_св.

Наиболее характерны два вида С.: апериодическое и колебательное (см. рис.), причём апериодическое С. наиболее опасно, так как развивается весьма быстро. Известны самолёты, у которых скорость крена при С. возрастает от 0 до 2—2,5 с^‑1 за время t≈1 с. Значение α_св и поведение летательного аппарата при С. определяются как аэродинамической компоновкой, так и условиями полёта (наличием скольжения, Маха числом полёта, высотой полёта, режимом работы двигателя, положением органов управления и т. д.). Режимы полёта после С. классифицируются по более или менее отличным друг от друга движениям по углам атаки (которые, как правило, больше α_св), скольжения и отсутствием установившихся движений крена и рыскания. Среди этих режимов следует выделить «вращение после С.» (реализуются α > α_св, но могут иметь место и выходы летательного аппарата на С. при α < α_св) и «глубокое С.» (реализуются малые угловые скорости и углы атаки значительно большие, чем α_св). В литературе сваливанием иногда называют подхват, приводящий к С.

Несмотря на то, что основным методом изучения С. остаются лётные испытания, значительное развитие получили расчётные методы, а также моделирование С. на пилотажных стендах с участием лётчиков; при этом главная трудность состоит в получении достоверной и полной модели аэродинамики летательного аппарата вследствие срывного обтекания на больших углах атаки. Для предварительной оценки тенденции к С., что особенно важно на ранней стадии создания летательного аппарата, может быть использован ряд приближенных критериев, основанных на минимальной информации об аэродинамических характеристиках. Такими критериями, показавшими хорошее соответствие с результатами лётных испытаний, являются неравенства: (α) < 0 (сохраняется демпфирование крена), σ_β(α) < 0 (обеспечивается боковая динамическая устойчивость), [условие сохранения «прямой» реакции летательного аппарата по крену на отклонение органов поперечного управления, нарушение которого воспринимается лётчиком как С. ( — частные производные аэродинамических коэффициентов моментов крена и рыскания по углу отклонения δ органов поперечного управления)]. Значение угла атаки, при котором перестаёт выполняться хотя бы одно из неравенств, и является приближенным значением α_св.

Со С. и штопором связана наибольшая доля лётных происшествий. Методы вывода из С. довольно сложны и в определенной степени индивидуальны для каждого типа самолётов. Особая острота проблемы заключается в частичной или полной потере лётчиком пространственной ориентации при попадании в С. и необходимости преодоления им некоторых привычных приёмов и рефлексов при выводе самолёта из С. Мерами предупреждения приближения к С. могут служить как естественные (рост интенсивности бафтинга, появление боковых колебаний, увод носа самолёта в сторону и т. д.), так и искусственные [тактильная (механические воздействием на кожу лётчика), звуковая, световая сигнализация] признаки. Для улучшения поведения летательного аппарата при С. и затягивания его начала на большие α могут использоваться системы улучшения устойчивости и управляемости. Для предотвращения выхода самолёта на опасный режим применяются различного рода системы ограничения угла атаки, а также автоматические системы вывода из начальной стадии С. Известны также способы вывода из С. с помощью парашюта. Много внимания уделяется созданию «несваливающегося» самолёта.

Ю. Б. Дубов.