Петля Нестерова

Петля Нестерова - фігура пілотажу, при якій літак виконує політ по криволінійній траєкторії у вертикальній площині зі збереженням напряму польоту після виведення.

Петля була обгрунтована Н. Е. Жуковським і уперше виконана 9 вересня 1913 року російським льотчиком П. Н. Нестеровим, який є основоположником фігур вищого пілотажу.

Петля застосовується не лише як фігура пілотажу, а також має широке застосування для навчання управлінню літаком в умовах інтенсивної зміни кута тангажа, перевантаження, швидкості і висоти польоту. Крім того, елементи петлі складають основу інших прийомів у польоті, а також фігур пілотажу: переворот, вертикальні вісімки та ін.

Петля вважається правильною, якщо усі точки її траєкторії лежать в одній вертикальній площині, а нормальне перевантаження упродовж усього маневру залишається позитивною.

Петля – це рух літака, що не встановився, по криволінійній траєкторії у вертикальній площині під дією постійно існуючої доцентрової сили. Перша половина петлі здійснюється за рахунок запасу швидкості і тяги силової установки. Друга - за рахунок ваги літака і тяги силової установки.[23]

Схема сил, що діють на літак в найбільш характерних точках петлі, показана на рис 4.1.

Припустимо, літак летить горизонтально зі швидкістю, необхідною для введення в петлю. Для введення в петлю необхідно відхилити ручку управління на себе, збільшуючи тим самим кут атаки. Підйомна сила збільшується і стає більше ваги літака(при малому вугіллі викривлення траєкторії) або складової сили ваги літака Gcos (при великих кутах траєкторії). Під дією виникаючої доцентрової сили, на початку вона рівна Fay - G >0 (при малих кутах ) і Fay - Gcos (при великих кутах)літак искривл яет траєкторію польоту вгору.

Рівняння руху при введенні мають вигляд(положення 1):

умова зменшення швидкості

, (4.8)

умова викривлення траєкторії у вертикальній площині

, (4.9)

Інша складова сили ваги літака Gsin спільно з лобовим опором гальмує рух, оскільки стає більше сили тяги Fd силової установки. В результаті швидкість зменшується.

У міру викривлення траєкторії літак збільшує кут нахилу траєкторії, що при цьому становить сили ваги літака Gcos зменшується і доцентрова сила, рівна Fay - G cos, повинна увеличива ться, але вона зменшується, оскільки швидкість падає більшою мірою. Складова ваги Gsin . збільшується, що призводить до інтенсивного зменшення швидкості.

У положенні 2 доцентровою силою є підйомна сила.

Рівняння руху в положенні 2 мають вигляд:

умова зменшення швидкості

, (4.10)

умова викривлення траєкторії у вертикальній площині

, (4.11)

Рис. 4.1 Схема сил, що діють на літак при виконанні петлі

Після переходу вертикального положення літак переходить в перевернутий політ. При цьому що становить сили ваги Gcos спільно з підйомною силою Fay створюють доцентрову силу, що викривляє траєкторію польоту: Fay+Gcos > 0. Складова ваги літака Gsin зменшується. У самій верхній точці петлі швидкість буде найменшою, тому найменшою буде підйомна сила. Вона буде спрямована вниз і спільно з силою ваги літака створить доцентрову силу, що має також позитивну величину(Fay+G>0). Оскільки вага літака і поFayдъемная сила спрямовані вниз, то літак легко переходить в пікірування(положення 3).

При переході в пікірування обороти двигуна зменшуються до мінімуму. Далі при збільшенні кута зворотного пікірування доцентрова сила, що викривляє траєкторію, складається з підйомної сили Fay і складовій ваги Gcos (Fay + Gcos ). Складова ваги літака Gsin спільно з тягою силової установки збільшують швидкість (Fd + Gsin - Fax >0).

У вертикальному положенні вниз викривляючою силою є підйомна сила Fay, а вага літака і тяга двигуна Fd спрямовані в один бік і більше сили лобового опору, що сприяє подальшому розгону швидкості(G+Fd - Fax>0).

Рівняння руху в положенні 3 мають вигляд:

умова викривлення траєкторії

, (4.12)

умова збільшення швидкості

, (4.13)

Рівняння руху в положенні 4 мають вигляд:

умова викривлення траєкторії

, (4.14)

, (4.15)

Траєкторія польоту у вертикальній площині викривляється доцентровою силою Fay - Gcos .

Складова ваги Gsin спільно з тягою силової установки більше лобового опору, що сприяє подальшому збільшенню швидкості Fd + Gcos - Fax >0.Для швидко го увеличения скорости обороты силовой установки необходимо увеличить до максимальных.

Рівняння руху на виведенні(положення 5) мають вигляд:

умова збільшення швидкості

, (4.16)

умова викривлення траєкторії

, (4.17)

Форма петлі виходить не круглою, а дещо витягнутою вгору. Пояснюється це тим, що швидкість при підйомі і при зниженні безперервно змінюється, що призводить до зміни підйомної сили, також змінюється величина складової сили ваги Gcos . На висхідній ділянці швидкість падає, тому радіус кривизни траєкторії зменшується. На низхідній ділянці петлі швидкість наростає і радіус кривизни збільшується. У верхній точці кривизна траєкторії найбільша.

Дата добавления: 2015-12-07