Руководство пилота по аэронавтике » Глава 4. Аэродинамика полета » Основные принципы воздушного винта » Гироскопическое действие воздушного винта

Гироскопическое действие воздушного винта

Gyroscopic Action

Прежде, чем понять гироскопический эффект от воздушного винта, необходимо разобрать основной принцип гироскопа. Практической применение гироскопа основано на двух фундаментальных свойствах гироскопа: устойчивость в пространстве и прецессии гироскопа. Для обсуждения в данной главе интерес представляет одно из них — прецессия гироскопа.

Прецессия — итоговая реакция или отклонение вращающегося ротора при воздействии силы на его ось. Как показано на рисунке 4-41, когда приложена сила, то результирующая сила смещается на 90° вперед в направлении вращения.

Рисунок 4-41. Прецессия гироскопа.

Вращающийся воздушный винт самолета представляет собой очень хороший гироскоп и имеет подобные свойства. Всегда, как только возникает сила, отклоняющая винт самолета, возникает итоговая сила, смещенная на 90° вперед и в направлении вращения и в направлении приложения силы, вызывая изменение угла тангажа, угла рысканья или комбинацию этих двух отклонений двух в зависимости от точки приложения отклоняющий силы к воздушному винту.

Эффект вращающего момента всегда считался более заметным на самолете с хвостовым колесом, и особенно заметен когда хвост поднимается во время разбега при взлете. [Рисунок 4-42] Такое изменение угла тангажа производит тот же эффект, что и приложение силы к вершине окружности вращения винта. Итоговая сила, действующая под углом 90° вперед по направлению вращения, вызывает рыскающий момент влево вокруг вертикальной оси. Величина этого момента зависит от нескольких переменных, одна из которых — на сколько резко был поднят хвост (величина приложенной силы). Однако, прецессия или гироскопическое действие, происходит, когда сила прикладывается к любой точке на окружности в плоскости вращения винта; результирующая сила также будет смещена на 90° от точки приложения в направлении вращения. В зависимости от того, где приложена сила, самолет будет отклоняться от курса влево или вправо, менять тангаж вверх или вниз, либо будет комбинация этих двух отклонений.

Рисунок 4-42. Подъем хвоста вызывает прецессию гироскопа.

Можно сказать, что в результате гироскопического действия любе отклонение от курса вокруг вертикальной оси заканчивается возникновение момента тангажа, а любое отклонение вокруг боковой оси приводит к возникновению момента рысканья. Для корректировки эффекта гироскопа пилоту необходимо должным образом пользоваться рулем высоты и рулем направления, чтобы предотвратить нежелательные

Before the gyroscopic effects of the propeller can be understood, it is necessary to understand the basic principle of a gyroscope. All practical applications of the gyroscope are based upon two fundamental properties of gyroscopic action: rigidity in space and precession. The one of interest for this discussion is precession.

Precession is the resultant action, or deflection, of a spinning rotor when a deflecting force is applied to its rim. As can be seen in Figure 4-41, when a force is applied, the resulting force takes effect 90° ahead of and in the direction of rotation.

Figure 4-41. Gyroscopic precession.

The rotating propeller of an airplane makes a very good gyroscope and thus has similar properties. Any time a force is applied to deflect the propeller out of its plane of rotation, the resulting force is 90° ahead of and in the direction of rotation and in the direction of application, causing a pitching moment, a yawing moment, or a combination of the two depending upon the point at which the force was applied.

This element of torque effect has always been associated with and considered more prominent in tailwheel-type aircraft, and most often occurs when the tail is being raised during the takeoff roll. [Figure 4-42] This change in pitch attitude has the same effect as applying a force to the top of the propeller’s plane of rotation. The resultant force acting 90° ahead causes a yawing moment to the left around the vertical axis. The magnitude of this moment depends on several variables, one of which is the abruptness with which the tail is raised (amount of force applied). However, precession, or gyroscopic action, occurs when a force is applied to any point on the rim of the propeller’s plane of rotation; the resultant force will still be 90° from the point of application in the direction of rotation. Depending on where the force is applied, the airplane is caused to yaw left or right, to pitch up or down, or a combination of pitching and yawing.

Figure 4-42. Raising tail produces gyroscopic precession.

It can be said that, as a result of gyroscopic action, any yawing around the vertical axis results in a pitching moment, and any pitching around the lateral axis results in a yawing moment. To correct for the effect of gyroscopic action, it is necessary for the pilot to properly use elevator and rudder to prevent undesired pitching and yawing.


Система Orphus