Летательные аппараты нетрадиционных схем | страница 27



В первых самолетах тандемной схемы, крылья которых были построены с использованием несовершенных профилей, характеризующихся значительным изменением положения центра давления при изменении угла атаки (из-за изменения скорости), обычно возникали серьезные проблемы с продольной балансировкой летательного аппарата. Обычно по мере увеличения скорости и уменьшения угла атаки центр давления большинства профилей сдвигается назад. Так как оба крыла имеют примерно одинаковую несущую способность, центр масс самолета должен находиться примерно посередине между ними (а не вблизи центра давления, как это обычно делается на самолетах традиционных схем). По мере того, как центр давления на обоих крыльях сдвигается назад, создаваемый передним крылом момент (на плече, равном расстоянию от центра давления до центра масс) уменьшается, а создаваемый задним крылом момент увеличивается. Такое неблагоприятное изменение моментов обычно превышает возможности балансировочных поверхностей (рулей высоты или триммеров), и самолет начинает пикировать. Самолеты с узким диапазоном полетных скоростей (типа планеров и ультралегких летательных аппаратов) или современные самолеты, на которых используются профили с нулевым сдвигом центра давления, как правило, не сталкиваются с этой проблемой, но в то же время и не демонстрируют существенных преимуществ, которые могли бы перевесить присущие данной схеме недостатки.

Еще одной характерной для таких схем проблемой является более высокий по сравнению с традиционными схемами момент инерции в канале тангажа (при движении относительно поперечной оси самолета). На самолетах традиционных схем эта ось находится довольно близко к центральной линии крыла, и момент инерции в канале тангажа ограничивается массой фюзеляжа.

На самолетах с тандемными крыльями ось движения тангажа находится примерно посередине между крыльями. В дополнение к необходимости поднять фюзеляж, например, вверх в движении тангажа, необходимо переместить вверх массу переднего крыла и вниз-массу заднего крыла. Таким образом, возникает необходимость перемещения значительной дополнительной массы; кроме того, требуется и большая по величине управляющая сила. Возникает и еще один недостаток с точки зрения аэродинамики значительно увеличивается балансировочное сопротивление.

На некоторых самолетах с крыльями схемы «тандем» используются рули высоты, размещенные непосредственно на крыльях (на других самолетах этой схемы органы управления по тангажу размещены на традиционном горизонтальном оперении). В некоторых случаях рули направления находятся в пределах размаха крыльев (обычно заднего); в других же случаях рули направления устанавливаются в хвостовой части самолета.