- На форуме много материала на эту тему. Но пишущие часто спорят между собой так, что теряется сама суть и читателю трудно уловить истину. Опишу то, что лично сам опробовал. Надеюсь, что данный опыт в какой-то мере поможет дельталетчикам избежать многих неприятных моментов.
- Сам я в 1979-1983г построил с десяток дельтапланов. Налёт: самолеты (L-29, Cп-30 и несколько самоделок) - 300 час, дельталёты – 2тыс.час. Пилот-инструктор-химик. АХР на дельтах 16 лет. В клубе инструкторил и специализировался на облётах поступающей техники и их доводке. Сколько их было… Сейчас переехал в другой город (Королёв) и стал летающим для души пенсионером.
- Продольная устойчивость складывается из устойчивости по углу атаки и устойчивости по скорости.
- Личный опыт. В 2006г на химработах на новом крыле наблюдались необычные усилия на трапеции (вернее отсутствие усилий при изменении скорости и отсутствие самой балансирной скорости). А при полёте против порывистого ветра были сильные удары трапеции на меня (резкие подныривания крыла). Производитель по телефону посоветовал подтянуть троса антипикушек. Какое-то время я терпел и ничего не трогал, в тихую погоду летать ещё было можно, единственно что стало настораживать: сразу после взлета и то не в каждом вылете крыло начинало раскачиваться по тангажу, но колебания затихали сами по себе. Как то агроном проспал утреннюю смену и не подвёз вовремя химию, образовалось окно, ну я и решился подвязать антипикушки, а тут и химия подоспела. Результат - прогрессирующая продольная раскачка сразу после взлёта. Практически предкувырок. Пришлось с полной бочкой аварийно садиться прямо перед собой. Телега выдержала, но погнулись передняя вилка и хребтовая труба.
Теперь как устранял. В моём случае проблема с устойчивостью по скорости (подныривания только при порывах встречного ветра). Предположим, что в передней части крыла (особенно на лобике) при увеличении скорости происходит уменьшение подъёмной силы (вернее её уменьшенный рост по сравнению с задней частью крыла). Это может быть по двум причинам: или сминается лобик, или лобик слишком пологий. Перегнул корневые и с 1 по 4 латы (сделал более крутым лобик и точку перегиба сместил вперёд). При облёте выяснилось, что центр давления (точка приложения подъёмной силы) тоже сместился вперёд. Передвинул телегу вперёд и крыло полетело как положено, появились и стандартные усилия и балансирная скорость. Отработал на нём год и устранил (перешил) сморщивание паруса в носу. Пришлось ещё сдвигать телегу вперед. Устойчивость ещё подросла, стало тяжелей набрать большую скорость и сильно уменьшить, аппарат стремился сохранять балансирную. Эдакий Ванька-встанька.
Краткий практический курс по устойчивости и управляемости дельталёта
Рис 1. Сдвиг точки приложения подъемной силы в зависимости от профиля крыла (цвет силы соответствует цвету профиля).
Вывод: продольная устойчивость дельтакрыла в первую очередь зависит от профиля (лат), особенно в корневой части крыла. Антипикушки вступают в работу только на малых и отрицательных углах атаки. Если нарушить их синхронизацию, может быть ай-яй-яй. Отсюда и правило: почаще проверять по шаблону латы, особенно корневые и не летать без гульфика (обтекателя на носовой узел).
Изменением кривизны околокорневых лат я в последующем изменял продольные характеристики (балансировочную скорость, подныривание, излишнюю устойчивость) ещё нескольких крыльев. Естественно, всё хорошо в меру, должны быть согласованы верхние и нижние поверхности крыла.
Устойчивость по углу атаки формируется задней поверхностью крыла, особенно лопухами. Её можно сравнить с оперением, направляющем стрелу всегда против потока. Ну, или флюгером. Ещё немного про фокус крыла. Что-то про него какие-то споры разыгрались. Это просто точка на 0,23-0,25 (1/4) хорды крыла, вокруг которой «прыгает» точка приложения подъёмной силы.
Самое главное: все работы по доводке крыла могут выполнять только опытные в этом деле, ещё лучше - производитель, и с ОБЛЁТОМ, который необходимо начинать с пробежек и подлётов. Но выявлять неисправности и высказывать замечания должен пилот в случае любых странных изменений в поведении аппарата, т.к. ткань тянется, латы гнутся и есть ещё много чудес на свете...
Вывод: продольная устойчивость дельтакрыла в первую очередь зависит от профиля (лат), особенно в корневой части крыла. Антипикушки вступают в работу только на малых и отрицательных углах атаки. Если нарушить их синхронизацию, может быть ай-яй-яй. Отсюда и правило: почаще проверять по шаблону латы, особенно корневые и не летать без гульфика (обтекателя на носовой узел).
Изменением кривизны околокорневых лат я в последующем изменял продольные характеристики (балансировочную скорость, подныривание, излишнюю устойчивость) ещё нескольких крыльев. Естественно, всё хорошо в меру, должны быть согласованы верхние и нижние поверхности крыла.
Устойчивость по углу атаки формируется задней поверхностью крыла, особенно лопухами. Её можно сравнить с оперением, направляющем стрелу всегда против потока. Ну, или флюгером. Ещё немного про фокус крыла. Что-то про него какие-то споры разыгрались. Это просто точка на 0,23-0,25 (1/4) хорды крыла, вокруг которой «прыгает» точка приложения подъёмной силы.
Самое главное: все работы по доводке крыла могут выполнять только опытные в этом деле, ещё лучше - производитель, и с ОБЛЁТОМ, который необходимо начинать с пробежек и подлётов. Но выявлять неисправности и высказывать замечания должен пилот в случае любых странных изменений в поведении аппарата, т.к. ткань тянется, латы гнутся и есть ещё много чудес на свете...
В области 1 течение взаимодействует с таким же течением на втором полукрыле и создает область подпора вблизи передней кромки корневых профилей крыла. Этот эффект называется срединным. Профили в этой зоне работают с меньшим скольжением (фиолетовый уголок). В этой зоне создаётся повышенная подъёмная сила и, соответственно, все полезные и вредные моменты.
В области 3 течение вдоль передней кромки встречает воздух, перетекающий с нижней поверхности крыла. В месте их встречи они сужают линии тока, увеличивая местные скорости и создавая область разряжения вблизи передней кромки. Формируется концевой вихрь, который расходится во внешние стороны. Это называется концевым эффектом. Вот он-то как раз и влияет в большей мере на т.н. голландский шаг на дельтакрыле. А концевой вихрь увеличивает ширину захвата и головную боль экологов при авиахимработах.
В области 3 течение вдоль передней кромки встречает воздух, перетекающий с нижней поверхности крыла. В месте их встречи они сужают линии тока, увеличивая местные скорости и создавая область разряжения вблизи передней кромки. Формируется концевой вихрь, который расходится во внешние стороны. Это называется концевым эффектом. Вот он-то как раз и влияет в большей мере на т.н. голландский шаг на дельтакрыле. А концевой вихрь увеличивает ширину захвата и головную боль экологов при авиахимработах.
- Поперечная устойчивость состоит из устойчивости по крену (прямо зависит от V-образности и угла стреловидности крыла) и устойчивости по пути (рысканью) – от киля, которого у нас нет, но есть проекция паруса на плоскость XY позади центра приложения подъемной силы. Они согласуются друг с другом по определенным аэродинамикой коэффициентам. Изменять можно, но аккуратно. Ещё хочу напомнить о «заиндивевшем» крыле, что может быть даже летом при ночных заморозках. Оно вообще не летит. Ни устойчивости, ни управляемости. Пока не оттает. С этими вещами вроде всё понятно. Интерес вызывают чисто дельталетные болячки: голландский шаг и т.н. «левый кирдык».
А) Голландский шаг.
Опять из личного опыта. Где-то в начале нашего века путем опроса всех, кого можно, собрали у нас в клубе дельталетное крыло с двойной обшивкой под вес ЛА 500кг. Всем хорошо, но была маленькая неприятная особенность: на скорости больше 75 км/ч оно начинало голландить, т.е. самопроизвольно резко валиться из крена в крен со всё возрастающей амплитудой. Несколько лет летали потихоньку, в основном, на поплавках по Волге, сильно не заморачиваясь на эту тему. Но зимой со льда на лыжах ещё и учлеты стали вылетать самостоятельно, и пошли чудить. Страшно смотреть, когда за несколько секунд аппарат раскачивается по крену до 90 град. Пришлось срочно исследовать этот процесс. Лечу я, значит, никого не трогаю, смотрю себе на лопухи вправо, влево. Потихоньку давлю на газ, плавно набирая скорость. Вижу, на правом лопухе начала немного полоскаться нижняя обшивка, на втором пока нет. Ещё прибавил скорость и полоскание резко усилилось, как бы флаттер обшивки на лопухе возник и дернул правое крыло назад, левое резко пошло вперед, зафлаттерил его лопух и уже оно дернулось назад. Дальше процесс начал повторятся по возрастающей, но мне уже было туда не надо. Сбросил скорость, вернулся на базу. Надумал для проверки закрепить нижнюю поверхность на лопухах к верхней, естественно не вплотную, а на нитях в районе верхних лат она как-бы висела. И всё закончилось, забыли про голландский шаг. Потом вместо ниток нашили ленты. Да, с V-образностью экспериментировали тоже, но на другую тему. Для уменьшения усилий по крену, но эффекта был незначительный. А на голландский шаг V-образность на дельтакрыле не влияла никак.
Вывод: законцовки (лопухи) дельтакрыла находятся в зоне с повышенной скоростью и турбулентностью, работают с малыми углами атаки (эффект развевающегося по ветру флага). Поэтому обшивка там должна укреплятся латами, быть гладкой, без морщин. Если заметили полоскание обшивки на лопухе, это первый признак приближения «Голландца». Если начало бросать из крена в крен – снижай скорость, другого способа выйти из него нет.
Опять из личного опыта. Где-то в начале нашего века путем опроса всех, кого можно, собрали у нас в клубе дельталетное крыло с двойной обшивкой под вес ЛА 500кг. Всем хорошо, но была маленькая неприятная особенность: на скорости больше 75 км/ч оно начинало голландить, т.е. самопроизвольно резко валиться из крена в крен со всё возрастающей амплитудой. Несколько лет летали потихоньку, в основном, на поплавках по Волге, сильно не заморачиваясь на эту тему. Но зимой со льда на лыжах ещё и учлеты стали вылетать самостоятельно, и пошли чудить. Страшно смотреть, когда за несколько секунд аппарат раскачивается по крену до 90 град. Пришлось срочно исследовать этот процесс. Лечу я, значит, никого не трогаю, смотрю себе на лопухи вправо, влево. Потихоньку давлю на газ, плавно набирая скорость. Вижу, на правом лопухе начала немного полоскаться нижняя обшивка, на втором пока нет. Ещё прибавил скорость и полоскание резко усилилось, как бы флаттер обшивки на лопухе возник и дернул правое крыло назад, левое резко пошло вперед, зафлаттерил его лопух и уже оно дернулось назад. Дальше процесс начал повторятся по возрастающей, но мне уже было туда не надо. Сбросил скорость, вернулся на базу. Надумал для проверки закрепить нижнюю поверхность на лопухах к верхней, естественно не вплотную, а на нитях в районе верхних лат она как-бы висела. И всё закончилось, забыли про голландский шаг. Потом вместо ниток нашили ленты. Да, с V-образностью экспериментировали тоже, но на другую тему. Для уменьшения усилий по крену, но эффекта был незначительный. А на голландский шаг V-образность на дельтакрыле не влияла никак.
Вывод: законцовки (лопухи) дельтакрыла находятся в зоне с повышенной скоростью и турбулентностью, работают с малыми углами атаки (эффект развевающегося по ветру флага). Поэтому обшивка там должна укреплятся латами, быть гладкой, без морщин. Если заметили полоскание обшивки на лопухе, это первый признак приближения «Голландца». Если начало бросать из крена в крен – снижай скорость, другого способа выйти из него нет.
Бывает и правый, если винт крутится влево. Зависит от проекции на плоскость XZ ометаемой винтом площади. Опишем левый: начало – телега реактивным моментом винта закручивается носом вправо, затем нос обтекателя подхватывается потоком и ещё больше поворачивается вправо относительно крыла. Пилота перемещает в правый угол трапеции. Вместе с телегой вокруг носового узла поворачивается килевая балка, парус слева увеличивает купольность, справа уменьшает. Крыло аэродинамическими силами начинает крениться влево, усилий пилота не хватает на вывод, или трапеции не хватает (он же уже в её правом углу) и… конец. Вывести можно, только вовремя заметив, что крыло тянет влево, сбросить газ и скорость, сразу выводить из крена.
Конструктивные способы предотвращения:
- Грамотно спроектированные кили на телеге.
- По теории, если эта проекция равна нулю, а телега оборудована килями, то и кирдыка не будет. На видео дельталетов Ларри Медника видно, что двигатель с винтом так и установлен. У нас, в основном, винт дует немного вниз, чтобы не рубить килевую и парус. И кили не все ставят. Считается, что до 100 км/час и до мощности 65 лс они не нужны.
- Ещё реальный способ: компенсировать разворачивающий момент от винта смещением направления тяги вправо. Приходится переделывать крепление двигателя.
-Смещение оси крыла вправо относительно оси телеги.
Личный опыт: Когда-то, первый раз сев на Аэрос-2 со Стренжером, на малой высоте решил сделать восьмерку с креном 45град. Вправо всё отлично, а влево потянуло так, что думал не выберусь. Но потихоньку сбрасывая газ как-то выкрутился. При полетах на поплавках на этой телеге тот-же эффект, даже при полете по прямой. При даче газа и трапецию к себе для набора скорости крыло затягивает влево. Оптимально было крыло держать в балансире, тогда и крена нет. Можно подруливать трапецией по-велосипедному, выдерживая поплавки по оси крыла, но утомительно. Вопрос окончательно назрел, когда установили обтекатель на химический аппарат. Аппарат у меня отказывался поворачивать влево, особенно при сильном ветре. Скорее всего, я сам бессознательно выводил его из левого крена при начале «затягивания» крыла в крен. А быстро повернуть мотор конструктивно было невозможно. Как раз в это время изготовили новое крепление пилона к крылу. И я решил немного повернуть крыло вправо от оси телеги. С расчетом, что двигатель сам подвернет телегу по оси крыла (как при подруливании по-велосипедному). Опыт удался на 100%. До сих пор им пользуюсь.
Конструктивные способы предотвращения:
- Грамотно спроектированные кили на телеге.
- По теории, если эта проекция равна нулю, а телега оборудована килями, то и кирдыка не будет. На видео дельталетов Ларри Медника видно, что двигатель с винтом так и установлен. У нас, в основном, винт дует немного вниз, чтобы не рубить килевую и парус. И кили не все ставят. Считается, что до 100 км/час и до мощности 65 лс они не нужны.
- Ещё реальный способ: компенсировать разворачивающий момент от винта смещением направления тяги вправо. Приходится переделывать крепление двигателя.
-Смещение оси крыла вправо относительно оси телеги.
Личный опыт: Когда-то, первый раз сев на Аэрос-2 со Стренжером, на малой высоте решил сделать восьмерку с креном 45град. Вправо всё отлично, а влево потянуло так, что думал не выберусь. Но потихоньку сбрасывая газ как-то выкрутился. При полетах на поплавках на этой телеге тот-же эффект, даже при полете по прямой. При даче газа и трапецию к себе для набора скорости крыло затягивает влево. Оптимально было крыло держать в балансире, тогда и крена нет. Можно подруливать трапецией по-велосипедному, выдерживая поплавки по оси крыла, но утомительно. Вопрос окончательно назрел, когда установили обтекатель на химический аппарат. Аппарат у меня отказывался поворачивать влево, особенно при сильном ветре. Скорее всего, я сам бессознательно выводил его из левого крена при начале «затягивания» крыла в крен. А быстро повернуть мотор конструктивно было невозможно. Как раз в это время изготовили новое крепление пилона к крылу. И я решил немного повернуть крыло вправо от оси телеги. С расчетом, что двигатель сам подвернет телегу по оси крыла (как при подруливании по-велосипедному). Опыт удался на 100%. До сих пор им пользуюсь.
- Управляемость дельталета.
- Управляемость, если по-простому – это комфортный минимум усилий пилота для полноценных эволюций в полете. Согласуется с устойчивостью. Усилия на отпущенной трапеции всегда должны быть направлены на вывод крыла в нормальный полёт.
- Продольная (по тангажу) управляемость дельталета не вызывает больших нареканий. Поэтому рассмотрим управляемость по крену.
- Считается, что управляемость обратно пропорциональна устойчивости. И дельтакрылья для лучшей управляемости стараются делать нейтрально устойчивыми, т.е. на границе с неустойчивостью. В основном, уменьшая поперечное V, играя с купольностью и т.д. Для снижения бросков от болтанки некоторые устанавливают гидродемпферы в канал крена и тангажа. Мне вот страшновато, а что будет, если демпфер заклинит?
Ограничение по ветру 12 м/с (так же как у самолетов Сп-30 и "Бекас"), скорость на гоне 85- 90 км/ч, бочка 130 л, вылет на 40-50 га - 10-12 мин, лёгкое управление. Модернизированный дельт на уровне этих самолетов, несмотря на меньшую мощность двигателя (64 против 100лс). По ширине захвата и взлетно-посадочным характеристикам даже их превосходит. Неоднократно доделывал поля (сложной формы, косогоры, малой площади), от которых отказывались самолетчики.
Ну. Сейчас начнётся....
Очень хорошо, что вы не просто химик, который только ручкой ворочает, но и пилот , который умеет работать головой. Однако есть нюансы.
Продольная устойчивость.
Описанная вами ситуация говорит о том, что запас центровки слишком мал и при некоторых условиях ЦД/ЦТ совмещается с Аэродинамическим фокусом. Поэтому усилия на ручке и пропадают. Что вы сделали, вы перегнули латы в носовой части профиля. Тем самым сместили ЦТ/ЦД вперёд, чем , как раз , и увеличили запас центровки, так как АФ остался на месте. Вот и всё, никакой магии.
Голландский шаг.
Полоскание нижней обшивки на малых углах атаки ещё раз подтверждает мою версию о том, что ГШ возникает из-за срыва потока под крылом. Это я определил ещё в 1988 году. И полностью с вами согласен, что поперечное V влияет очень мало.
Управляемость это способность летательного аппарата реагировать на управляющие действия пилота. Чем меньше время реагирования ЛА на действия пилота, тем лучше управляемость. Не всегда это время зависит от мускульной силы пилота и создаваемого ею момента. Гораздо больше оно (время реакции) зависит от жёсткости боковой трубы. Соответственно, чем меньше время реакции, тем меньше усилия на ручке. А инерция крыла вообще играет очень малую роль.
Очень хорошо, что вы не просто химик, который только ручкой ворочает, но и пилот , который умеет работать головой. Однако есть нюансы.
Продольная устойчивость.
Описанная вами ситуация говорит о том, что запас центровки слишком мал и при некоторых условиях ЦД/ЦТ совмещается с Аэродинамическим фокусом. Поэтому усилия на ручке и пропадают. Что вы сделали, вы перегнули латы в носовой части профиля. Тем самым сместили ЦТ/ЦД вперёд, чем , как раз , и увеличили запас центровки, так как АФ остался на месте. Вот и всё, никакой магии.
Голландский шаг.
Полоскание нижней обшивки на малых углах атаки ещё раз подтверждает мою версию о том, что ГШ возникает из-за срыва потока под крылом. Это я определил ещё в 1988 году. И полностью с вами согласен, что поперечное V влияет очень мало.
Управляемость это способность летательного аппарата реагировать на управляющие действия пилота. Чем меньше время реагирования ЛА на действия пилота, тем лучше управляемость. Не всегда это время зависит от мускульной силы пилота и создаваемого ею момента. Гораздо больше оно (время реакции) зависит от жёсткости боковой трубы. Соответственно, чем меньше время реакции, тем меньше усилия на ручке. А инерция крыла вообще играет очень малую роль.
Я бы не стал так категорически утверждать, крылья все разные и в ГШ ведут себя по разному, классический ГШ, это моментальное реагирование крыла на ввод и вывод крыла из крена, амплитуда может быть разной, но итог один, крыло проскакивает нейтральное положение, потеря путевой устойчивости...
Подобные нарушения профилей крыла не могут считаться основной причиной кувырков. Кувыркаются крылья, у которых с виду всё нормально. Причину искать приходится в недостаточной продольной устойчивости.
Центр давления крыла не может прыгать вокруг фокуса. Он должен быть строго впереди фокуса. И чем дальше, тем больше запас продольной устойчивости.
Это причина неустойчивости только на данном конкретном аппарате. Неустойчивость по крену проявит себя на любом крыле с отрицательной V-образностью. Если она по величине мала, то неустойчивость возникнет на высокой скорости, а точнее. на малом угле атаки.
И кстати, настоящий голландский шаг, как его понимают в авиации, является устойчивым колебанием по крену и курсу. В дельтапланеризме по незнанию ещё в 80-х голл. шагом назвали спиральную неустойчивость.
Кирдык опасен своей неустойчивостью. Аппарат быстро выходит за предел по крену, после которого пилот уже не сможет крен исправить. Газ нужно сбрасывать мгновенно. Описанные Вами причины являются устойчивыми и поэтому не могут вызывать кирдык (аномальный крен). Это можно доказать расчётом.
Крылья разные, а причина одна. Только у одних крыльев причина наступает, а у других нет.
Вы вначале задумайтесь, почему эта раскачка возникает только на малых углах атаки.
Описывал реальные случаи в своей практике, а не теоретические расчёты. В начале века при переходе на аппараты с обтекателем про кирдык никто не знал, а люди бились. Стандартное умозаключение тогда было: летать не умеете. Лично знал выживших в предкувырке (из кувырка, как Вы его описали, живыми не возвращались). Одного товарища на высоте 300м резко поставило влево под 90град. Он рассказывал, что подумал: тросы боковые оборвались. Но посмотрел вверх - целые, и начал за жизнь бороться. Сброс газа, трапецию от себя, вывод из крена. Другого в несанкционированном первом полете на поплавках (до этого вылетел на другом сухопутном дельталете самостоятельно) сразу после взлёта затянуло влево до воды. Хорошо, высота маленькая и вода мелкая (поломал ноги и аппарат). Всё это телега Аэрос2, крылья Стренжер и Штиль. Постепенно все натренировались.
Ну так положено сначала наблюдать явление, а потом его описывать. В науке принято подтверждать описание математикой. Без неё всё имеет статус предположений. Не случайно эти особые случаи в полёте обсуждались на форуме не один год. Всё очень не просто.
А мы и без математики нашли причину явления. и способом устранения причины доказали правильность предположения.
Я, наверное, как то не так описал ГШ? Хорошо, поправляю: данное крыло регулярно с разными пилотами на скорости выше 75 км/час входило в прогрессирующую раскачку (устойчивые колебания по крену и курсу).
Последнее редактирование:
Вы, наверное, невнимательно прочитали:
Если устойчивость по скорости отрицательная, то складывая с положительной устойчивостью по углу атаки мы как раз имеем недостаточную продольную устойчивость и склонность к кувырку.
Совершенно верно. Строго впереди фокуса - на продольно устойчивых крыльях! У меня было нейтрально-неустойчивое, где ЦД и прыгал вокруг фокуса.
В описании к видео и комментариях всё разжёвано .....