статическая устойчивость

стати́ческая усто́йчивость — характеристика устойчивости летательного аппарата, определяющая его тенденцию к возвращению без вмешательства лётчика в исходное положение равновесия под действием аэродинамического момента (см. Аэродинамические силы и моменты), вызываемого отклонением летательного аппарата под действием какого-либо возмущения от положения равновесия после прекращения действия возмущения. Различают продольную, путевую (флюгерную) и поперечную С. у., которые могут обеспечиваться как средствами аэродинамической компоновки (то есть соответствующим выбором центровки летательного аппарата, площадей оперения, крыла и т. д.; см. Аэродинамическая схема, Аэродинамическое демпфирование), так и средствами автоматики и характеризуются степенью устойчивости.

Продольная С. у. создаётся за счёт приращения продольного аэродинамического момента M_z, которое возникает при изменении угла атаки или скорости (Маха числа полёта M_∞), если оно содействует возвращению в исходный режим балансировки летательного аппарата. Момент M_z является функцией ряда переменных: угла атаки и угла скольжения, M_∞, угловой скорости тангажа и т. д. На продольный момент летательного аппарата оказывают влияние также его центровка, режим работы и расположение двигателей, упругие деформации конструкции, изменение конфигурации летательного аппарата. Наиболее существенно продольная С. у. изменяется при переходе летательного аппарата через скорость звука из-за смещения его фокуса аэродинамического назад, а также на больших углах атаки. Во многих задачах в соответствии с представлением продольного движения в виде двух составляющих — быстрой, связанной с изменением перегрузки, и медленной, связанной с изменением скорости, — рассматриваются соответственно два вида С. у.: устойчивость по перегрузке и устойчивость по скорости. В первом случае летательный аппарат без вмешательства лётчика стремится сохранить нормальную перегрузку исходного режима при постоянной скорости, а во втором — сохранить скорость при постоянной нормальной перегрузке. Устойчивость летательного аппарата по перегрузке и скорости определяется в условиях полёта с освобождёнными и фиксированными органами управления. Устойчивость летательного аппарата с освобождённым управлением без принятия специальных мер оказывается, как правило, меньше, чем с фиксированным.

Путевая С. у. обеспечивается изменением путевого аэродинамического момента M_y, обусловленным появлением угла скольжения и стремящимся устранить это скольжение. Путевая С. у. определяется главным образом формой поперечного сечения, площадью боковой поверхности и длиной фюзеляжа летательного аппарата, расположением гондол двигателей, площадью и плечом вертикального оперения относительно центра масс летательного аппарата.

Поперечная С. у. создаётся приращением поперечного аэродинамического момента M_x, обусловленным появлением скольжения и действующим в сторону, противоположную скольжению. Момент M_x зависит от геометрических форм крыла, его стреловидности, сужения крыла, угла поперечного V крыла и т. д. Поперечная устойчивость возрастает с увеличением угла стреловидности крыла. Одновременное проявление путевой и поперечной устойчивости характеризует устойчивость бокового движения летательного аппарата. Существует тесная зависимость движений крена и рыскания, которые связаны между собой через угол скольжения, и для обеспечения потребных характеристик боковой устойчивости должно выполняться определенное соотношение между путевой и поперечной С. у., зависящее от угла атаки, углов и скоростей крена и скольжения и других величин. Наиболее значительно поперечная и путевая С. у. изменяются на сверхзвуковых скоростях полёта и больших углах атаки. При больших сверхзвуковых скоростях для летательного аппарата обычно характерна путевая неустойчивость.

Литература:
Остославский И. В., Аэродинамика самолёта, М., 1957.

Ю. В. Дубов.