Причиной неустойчивости нашего плоского крыла оказывается независимость кабрирующего аэродинамического момента от угла атаки и его скачок при переходе через нулевой угол атаки. Вот если бы да кабы придумать момент, который бы уменьшался с ростом угла атаки и рос при его уменьшении, было бы нам щастя. Так вот, это «щастя» организовано на самолёте стабилизатором. Стабилизатор ставят под отрицательным углом, иначе он не будет увеличивать и уменьшать момент в нужную сторону.
С ростом угла атаки ЦД уходит назад и заставляет крыло вернуться в исходное положение. Так же происходит и при уменьшении угла атаки. Самолёт устойчив.
Теперь попробуем найти фокус крыла.
Рассмотрим баланс сил на крыле реального самолёта. Крыло не обязательно должно быть плоскопараллельным. На рис. 6 показано распределение давлений над ним. Обратим внимание н6е на верхнюю поверхность, где командует закон Бернулли, а на нижнюю. Хотя она тоже выпуклая, на ней максимум давления смещён вперёд. Его смещает кабрирующий аэродинамический момент.
На рис. 7 условно изображён профиль с эпюрами давлений только от кабрирующего давления, только от импульса, передаваемого крылу набегающим потоком (Ньютон) и от суммы этих сил. Видим максимум над носком. Эта карикатурка напоминает реальное распределение давления под крылом.
Стабилизатор фиксирует это распределение, и мы теряем кабрирующий момент. Теперь мы видим только смещённый вперёд ЦД.
Уберём стабилизатор и увидим, что на крыло действует сила напора воздушного потока, связанная с передачей импульса (в точке о) и кабрирующий момент. Вместе они создают подъёмную силу. Где нам расположить центр тяжести сомолёта (точка А)? Очевидно там, где показано на рисунке. Без стабилизатора эти силы дают неустойчивость. Однако мы видим, что если мы расположим точку А в точке, где приложена равнодействующая от импульса потока в точке О, то на крыло будет действовать только кабрирующий аэродинамический момент. Эта точка и является фокусом крыла.
Особо подчеркну, что точка О не является точкой приложения ПС.
О свойствах фокуса и его положении относительно ЦД говорить не будем. Моя задача была в том, чтобы показать, что механизм возникновения ПС гораздо сложнее, чем просто отражение воздуха от поверхности крыла. Он приводит к эффектам, которые никак не связаны с законом сохранения импульса. Мало того, в подъёмной силе спрятан закон сохранения момента импульса. Но об этом позже.
На этом мне пока лучше остановиться. Наверняка накопились вопросы.
С ростом угла атаки ЦД уходит назад и заставляет крыло вернуться в исходное положение. Так же происходит и при уменьшении угла атаки. Самолёт устойчив.
Теперь попробуем найти фокус крыла.
Рассмотрим баланс сил на крыле реального самолёта. Крыло не обязательно должно быть плоскопараллельным. На рис. 6 показано распределение давлений над ним. Обратим внимание н6е на верхнюю поверхность, где командует закон Бернулли, а на нижнюю. Хотя она тоже выпуклая, на ней максимум давления смещён вперёд. Его смещает кабрирующий аэродинамический момент.
На рис. 7 условно изображён профиль с эпюрами давлений только от кабрирующего давления, только от импульса, передаваемого крылу набегающим потоком (Ньютон) и от суммы этих сил. Видим максимум над носком. Эта карикатурка напоминает реальное распределение давления под крылом.
Стабилизатор фиксирует это распределение, и мы теряем кабрирующий момент. Теперь мы видим только смещённый вперёд ЦД.
Уберём стабилизатор и увидим, что на крыло действует сила напора воздушного потока, связанная с передачей импульса (в точке о) и кабрирующий момент. Вместе они создают подъёмную силу. Где нам расположить центр тяжести сомолёта (точка А)? Очевидно там, где показано на рисунке. Без стабилизатора эти силы дают неустойчивость. Однако мы видим, что если мы расположим точку А в точке, где приложена равнодействующая от импульса потока в точке О, то на крыло будет действовать только кабрирующий аэродинамический момент. Эта точка и является фокусом крыла.
Особо подчеркну, что точка О не является точкой приложения ПС.
О свойствах фокуса и его положении относительно ЦД говорить не будем. Моя задача была в том, чтобы показать, что механизм возникновения ПС гораздо сложнее, чем просто отражение воздуха от поверхности крыла. Он приводит к эффектам, которые никак не связаны с законом сохранения импульса. Мало того, в подъёмной силе спрятан закон сохранения момента импульса. Но об этом позже.
На этом мне пока лучше остановиться. Наверняка накопились вопросы.
