Статическая стабильность и динамическая стабильность
Обычно устойчивость самолета определяется как способность самолета выдерживать определенные заданные условия полета. Понятие устойчивости тесно связано с равновесием самолета. Если чистые силы и моменты, действующие на самолет, равны нулю, самолет находится в равновесии в этом режиме полета; т. е. подъемная сила равна весу, тяга равна сопротивлению, а момент силы, действующий на самолет, отсутствует.
Что такое статическая стабильность?
Когда самолет подвергается некоторой турбулентности (или какой-либо форме статического дисбаланса) при равновесном полете, носовая часть слегка наклоняется вверх или вниз (увеличение или уменьшение угла атаки), или будет небольшое изменение в полётном отношении. На самолет действуют дополнительные силы, и он уже не находится в состоянии равновесия.
Если летательный аппарат продолжает увеличивать ориентацию после возмущения, говорят, что летательный аппарат статически нестабилен. Если дальнейших изменений положения в полете не происходит и если самолет сохраняет положение, что означает, что на самолет в новой ориентации также не действуют результирующие силы или моменты, то говорят, что самолет является статически нейтральным. Если силы воздействуют на летательный аппарат таким образом, что силам, вызывающим возмущение, противодействуют силы, и летательный аппарат достигает своего исходного положения, то говорят, что летательный аппарат является статически устойчивым.
В самолетах рассматриваются три типа размерной стабильности. Это продольная устойчивость, связанная с тангажом, курсовая устойчивость, связанная с рысканием, и поперечная устойчивость, связанная с качением. Зачастую продольная устойчивость и курсовая устойчивость тесно взаимосвязаны.
Что такое динамическая стабильность?
Если самолет статически устойчив, он может совершать три типа колебательных движений во время полета. Когда возникает дисбаланс, самолет пытается сохранить свое положение и достигает положения равновесия за счет серии затухающих колебаний, и говорят, что самолет динамически стабилен. Если летательный аппарат продолжает колебательное движение без затухания по величине, то говорят, что летательный аппарат находится в динамически нейтральном состоянии. Если амплитуда колебательного движения увеличивается и ориентация самолета начинает быстро меняться, то говорят, что самолет динамически нестабилен.
Самолет, который является как статически, так и динамически устойчивым, может управляться без помощи рук, если только пилот не захочет изменить состояние равновесия самолета.
В чем разница между динамической и статической устойчивостью (самолетов)?
• Статическая устойчивость самолета описывает тенденцию самолета сохранять исходное положение под действием неуравновешенных сил или моментов, действующих на самолет.
• Динамическая устойчивость описывает форму движения, которому подвергается самолет в статической устойчивости, когда он пытается вернуться в исходное положение.
Диаграмма Источники: NASA
