Руководство пилота по аэронавтике » Глава 4. Аэродинамика полета » Оси самолета

Оси самолета

Axes of an Aircraft

Оси самолета — три воображаемых линии, которые проходят через центр тяжести (ЦТ) самолета. Их можно рассматривать как воображаемые линии, вокруг которых поворачивается самолет. Эти три линии проходят через ЦТ самолета и пересекаются между собой под прямыми углами. Ось от носа до хвоста — продольная ось, ось, которая проходит от законцовки одного крыла до законцовки другого крыла, является горизонтальной осью, и ось, которая проходит вертикально через центр тяжести самолета, является вертикальной осью. Всякий раз, когда самолет изменяет свое положение в полете, он вращается вокруг одной или нескольких осей. [Рисунок 4-15]

Рисунок 4-15. Оси самолета.

Вращение самолета вокруг его продольной оси напоминает качку корабля. Фактически, названия, используемые для описания движения самолета по осям, были первоначально мореходными терминами. Они были применены к аэронавигационной терминологии из-за подобия движения воздушных и морских судов. Движение вокруг продольной оси самолета — «крен», движение вокруг его боковой оси — «тангаж», и движение вокруг вертикальной оси — «рысканье». Рысканье — горизонтальное движение носа самолета (влево или вправо). Движение по трем направлениям (крен, тангаж и рысканье) в типовом самолете контролируется тремя аэродинамическими поверхностями. Креном управляют элероны; тангажем управляет руль высоты; рысканье задается рулем направления. Использование этих средств управления объяснено в Главе 5 «Средства управления полетом». Некоторые типы летательных аппаратов могут использовать иные методы управления движениями по осям.

Например, дельталеты управляются по двум осям, крену и тангажу, с помощью А-образной рамки, подвешенной к гибкому крылу, соединенному с трехколесной коляской экипажа. Этими самолетами управляют, перемещая горизонтальную планку (управляющая штанга) примерно таким же способом, которым управляют дельтапланами. [Рисунок 4-16] Их называют дельталетами (weight-shift control aircraft) потому что пилот управляет самолетом, перемещая центр тяжести. Для получения дополнительной информации о дельталетах см. руководство пилота дельталета (Weight-Shift Control Flying Handbook, FAA-H-8083-5), выпущенное Федеральным Авиационным Агентством (FAA). В случае паралета, управление воздушным судном осуществляется изменением аэродинамической поверхности крыла, с помощью строп.

Рисунок 4-16. Дельталет.

В парапете функцию крыла выполняет парашют, верхняя поверхность которого изогнута, а нижняя более плоская. Поверхности соединяются ребрами, образуя таким образом ячеистую структуру, в которой ячейки повернуты в сторону к набегающему потоку на передней кромке, также они имеют боковые отверстия для обеспечения бокового протока воздуха. Принцип работы заключается в том, что давление внутри ячейки больше, чем снаружи, эта разница давлений формирует из купола парашюта крыло и поддерживает эту форму в полете. Пилот и пассажир сидят в тандеме перед двигателем, который расположен на задней стороне летательного аппарата. Корпус соединен с парашютом стропами, которые прикрепляется к нему в двух точках. Управление паралетем осуществляется как с помощью изменения тяги так и управлением крылом с помощью строп. [Рисунок 4-17]

Рисунок 4-17. Паралет.

The axes of an aircraft are three imaginary lines that pass through an aircraft’s CG. The axes can be considered as imaginary axles around which the aircraft turns. The three axes pass through the CG at 90° angles to each other. The axis from nose to tail is the longitudinal axis, the axis that passes from wingtip to wingtip is the lateral axis, and the axis that passes vertically through the CG is the vertical axis. Whenever an aircraft changes its flight attitude or position in flight, it rotates about one or more of the three axes. [Figure 4-15]

Figure 4-15. Axes of an airplane.

The aircraft’s motion about its longitudinal axis resembles the roll of a ship from side to side. In fact, the names used to describe the motion about an aircraft’s three axes were originally nautical terms. They have been adapted to aeronautical terminology due to the similarity of motion of aircraft and seagoing ships. The motion about the aircraft’s longitudinal axis is “roll,” the motion about its lateral axis is “pitch,” and the motion about its vertical axis is “yaw”. Yaw is the horizontal (left and right) movement of the aircraft’s nose. The three motions of the conventional airplane (roll, pitch, and yaw) are controlled by three control surfaces. Roll is controlled by the ailerons; pitch is controlled by the elevators; yaw is controlled by the rudder. The use of these controls is explained in Chapter 5, Flight Controls. Other types of aircraft may utilize different methods of controlling the movements about the various axes.

For example, weight-shift control aircraft control two axes, roll and pitch, using an “A” frame suspended from the flexible wing attached to a three-wheeled carriage. These aircraft are controlled by moving a horizontal bar (called a control bar) in roughly the same way hang glider pilots fly. [Figure 4-16] They are termed weight-shift control aircraft because the pilot controls the aircraft by shifting the CG. For more information on weight-shift control aircraft, see the Federal Aviation Administration (FAA) Weight-Shift Control Flying Handbook, FAA-H-8083-5. In the case of powered parachutes, aircraft control is accomplished by altering the airfoil via steering lines.

Figure 4-16. A weight-shift control aircraft.

A powered parachute wing is a parachute that has a cambered upper surface and a flatter under surface. The two surfaces are separated by ribs that act as cells, which open to the airflow at the leading edge and have internal ports to allow lateral airflow. The principle at work holds that the cell pressure is greater than the outside pressure, thereby forming a wing that maintains its airfoil shape in flight. The pilot and passenger sit in tandem in front of the engine which is located at the rear of a vehicle. The airframe is attached to the parachute via two attachment points and lines. Control is accomplished by both power and the changing of the airfoil via the control lines. [Figure 4-17]

Figure 4-17. A powered parachute.


Система Orphus