Как поворачивает самолёт?
2021 ж. 10 Ақп.
22 628 Рет қаралды
Летящий самолёт поворачивает с помощью элеронов, так что подъёмная сила, действующая на одно крыло, увеличивается, а на другое - уменьшается. А поворот с помощью руля направления используется только при разбеге и приземлении самолёта.
Ключевые слова: подъёмная сила, центростремительное ускорение, сила лобового сопротивления, сила тяги, элерон, руль направления, руль высоты, угол атаки, механика, аэродинамика.
Наш канал с дополнительными материалами
t.me/getaclass_channel
Новосибирский Государственный Университет
www.nsu.ru/n/
Физический факультет НГУ
Самолет, действительно, поворачивают с помощью элеронов, но совсем не так, как рассказано в этом видео. Представим самолёт (или авиамодель) вообще без хвостового оперения. То есть, просто палка с мотором и крылом посередине. Путь он летит строго на север. В какой-то момент мы наклонили его элеронами, допустим, влево. Возникла сила, смещающая весь самолёт влево (как Вы и описали). Но действие этой силы приведёт только к тому, что наш самолет просто будет смещаться влево (точнее, он начнёт скользить влево и вниз, как санки с горки). Смещение в установившемся режиме будет происходить с постоянной скоростью за счет компенсации боковой силы сопротивлением воздуха. При этом носовая часть как была направлена строго на север, так останется. Существенного изменения курса не произойдет, а при выравнивании самолёта его курс восстановится (и я могу это продемонстрировать, но не сейчас, а как потеплеет, зимой я не летаю). Другое дело, если у нашего самолёта-палки есть хвостовое оперение. При движении самолёта боком влево возникает разница в боковом давлении воздуха на переднюю и заднюю часть. На оперение воздух, естественно, давит сильнее. Это вызывает отклонение хвоста вправо, и соответственно, поворот носа влево (не путайте это с изменением курса, пусть нос и повернулся влево, но самолет по-прежнему летит на север, только уже немного боком). Такой разворот самолёта (или ракеты) происходит даже если оперение неуправляемое (а если оперение снабжено управляемыми поверхностями, разворот можно сделать гораздо интенсивнее). Усилие, требующиеся для разворота самолёта вокруг собственной вертикальной оси совсем небольшое, гораздо меньше того, которое требуется для изменения направления поступательного движения этого летящего с огромной скоростью куска металла и пластика. И вот теперь уже (когда нос отклонился от текущего курса и угол этого отклонения автоматически поддерживается постоянным пока есть крен /это ключевой момент/) в процесс поворота вступает подъёмная сила крыла, обеспечивающая ту самую огромную центростремительную силу, закручивающую траекторию тяжеленного аэробуса вокруг некоей условной оси. Про эту силу Вы сказали, но роль оперения не осветили совсем. То есть, поворот самолёта элеронами - это не фундаментальное свойство самолёта, а явление, связанное с особенностями его конструкции, и не всякий самолёт будет так себя вести. Например, самолет (или ракета) с рулями, установленными впереди, а не в хвосте. Такие ЛА бывают. Да, они неустойчивы и требует постоянной корректировки курса бортовым компьютером, но зато исключительно маневренны. Как пример сойдёт и моё "летающее крыло" (kzhead.info/sun/YLp9npmMZ4Kto6M/bejne.html, это очень старое видео, но там видно, что носовая часть имеет значительную боковую парусность, существенно нивелирующую разворачивающий момент от киля). На этом самолете я могу лететь со значительным креном, не меняя курс (в то же время, работа рулями высоты позволяет закладывать весьма крутые виражи за счёт малой продольной устойчивости, но это уже не по данной теме). PS Если будете смотреть мой самолёт по ссылке, не надо там подписываться или комментировать, тот канал давно заброшен.
Спасибо)
1. Самолет может сделать бочку при отклонённых элеронах, которые и создают вращающий момент в поперечной плоскости, накреняя самолёт. Поэтому при достижении нужного крена, элероны надо выставить в нейтраль. Но тут еще зависит от самолёта - от его устойчивости. Если самолёт устойчив (например, высокоплан, у него центр масс ниже фокуса аэродинамических сил), то элероны надо держать отклоненными во все время поворота. 2. Скольжение компенсируется рулём направления, управляющим самолётом в путевой плоскости. 3. Увеличить угол атаки необходимо, т.к. вертикальная составляющая подъемной силы уменьшается при крене и надо ее компенсировать. При этом увеличивается сопротивление крыла, поэтому надо также добавить тяги двигателей.
Угол атаки увеличивают, потому что при повороте падает подъемная сила крыла и самолёт снижается
Корректнее сказать, что падает вертикальная составляющая подъёмной силы, чтобы самолет поворачивал без изменения высоты.
Спасибо
2-я причина: увеличивает подъемную силу, уменьшая радиус поворота
На параплане также, без участия хвоста, могу исходя опыта ответить, а не физики. 1. Самолет из-за отклонения элеронов уходит в спираль к земле, а бочка это другой режим 2. Скольжение в сторону: вопрос не очень ясен, если слегка элероны применить, то можно вполне и в сторону скользить или встать в поток со скользящей составляющей и скользи (когда поток не строго на крыло прямо в лоб), то будет скользить 3. Угол атаки увеличивает хвостом, тоже сомнительное (действие), это зависит от предстоящего виража и даже опасно увеличивать угол атаки из-за возможного срыва потока. Вообще на практике это все даже легче, чем вот так теоретизировать. Никто же не рассматривает теорию чтобы научиться ходить и даже когда учишься кататься на вело в детстве к теории не прибегаешь. Но для полетов, в целом теория, конечно, играет большую роль
При повороте самолета учавствуют все органы управления,по крену,по тангажу и рысканию.При повороте например влево пилот штурвал поворачивает влево, колонку штурвала на себя увеличивая угол атаки и левую педаль вперед отклоняя руль направления.Смотрит за шариком указателя скольжения,авиагоризонтом и указателем скорости.
Я как раз учусь на летчика.Спасибо вам!
Летчика или пилота?
@@user-lv1zv5yf8o а разница?все самолеты летают одинаково
@@chukap8495 причём здесь как они летают. Эти термины имеют разные значения.
@@hosehose9989 не путай пожалуйста название ролика и тему на которую мы спорим
@@hosehose9989 и когда я сказал то что они одинакова летают я имел ввиду что для любых самолетов аэродинамика работает одинаково
Очень интересно.!
Хорошая работа
А, так у вас всё-таки было видео про поворот самолёта =). Но опять-таки не сказано главное про киль самолёта. При кренении возникает скольжение, но смены курса полёта не будет без влияния хвоста. Либо пилот сам должен использовать рули поворота, либо если киль большой, то набегающий поток воздуха вызовет этот поворот. На легкомоторных самолётах всё нужно делать пилоту, а на больших коммерческих лайнерах - всё происходит само собой за счёт аэродинамики (ну и всякие демпферы рыскания помогают, если нужно). Насколько велико может быть давление на киль можно увидеть при сильном боковом ветре. Когда самолёт едет по полосе, то его разворачивает носом в сторону ветра, приходится очень активно использовать рули направления, чтобы компенсировать ветер. Самолёт едет юзом.
С отклонеными элеронами самолёт делает бочку. В момент поворота самолёт теряет высоту поэтому и увеличивают угол атки.
Очень интересные и познавательные ролики!
Я в гта санандреас тоже так поворачивал)))
3:00 не учли, что есть ещё боковая аэродинамическая сила, которая может быть даже больше при данном скольжении, чем рассмотренная вами проекция тяги двигателей.
А это уже другая игрушка DCS. Digital Combat Simulator. Шикарная вещь для желающих понять принципы аэродинамики. Руль направления все-же используется, но да... в основном для уточнения курса да и то не факт что на практике. В симуляторе используется :) Тоже очень рекомендованная игрушка для заинтересованных но для нее практически обязательно нужно взять vr-шлем, педальки и хороший джойстик. Угнать после этого истребитель можно в теории, и летать на нем тоже. Но на практике оказывается что есть еще вестибулярный аппарат, дрожание конечностей, и прочие детали. Короче теоретически можно но практически 50/50 как у блондинок. Либо разобьешься либо нет :) Аа я опять много буков понаписал. Умолкаю такибыть. Рекламу, главное, запостил - а там ушь не мое дело :Р
Шикарная вещь для желающих понять принципы аэродинамики это авиамоделирование! Правда дается это не многим. Нынешнее поколение руками делать не чего не хотят..
@@user-dj7qc1gd2i ну... надо сказать что это еще и сложно. И родителей дело этому учить. Я с детства любил все эти журналы а-ля юный техник. А мне пихали всякое барахло. Я грю "ма, купи молоток" - ма грит "зачем он тебе нужен" и покупает машинки. Гуманитарии... что с них взять. Так вот у меня все получилось потому что видимо было очень устойчивое желание знать что внутри у предметов, две руки, отвертка и юный техник. Без этого я бы сдался. Но это было непросто. В журнале пишут "припаяйте" а мне тупо нечем. Пришлось импровизировать. + у нас еще не было цомпухтеров и интернета. Если-бы был... меня бы не было :)
@@user-dj7qc1gd2i тут еще такая штука... раньше я по зомбоящику как-то не особо смотрел что там творится с обучением и всеми этими детьми. Все эти заботы о чадах +18 и прочее мимо ушей проходили. Чье чадо - тот пусть им и занимается. Мне оно надо ? Ну... я детей вообще не очень :) Недолюбливаю людей начиная лет с 5-ти. В конце-концов взрослые - тоже дети. Но потом оказалось... что они имеют свойство выростать. И когда это стало очевидно, тоесть они повыросли - все эти темы внезапно стали гораздо актуальнее :) Тоесть вот тот мент, что идет по улице - он уже из новеньких. И какбэ жутковато... ага. Жутковато :)
Объяснение неверное. Центр давления на крыле находится за центром тяжести. При изложенном объяснении этот вектор должен разворачивать самолет в другую сторону.
Я уже прочитал некоторые комментарии, но могу предположить от себя, что этот угол атаки нужен для увеличения силы сопротивления воздуха действующей перпендикулярно самолету вверх, чтобы центростремительное ускорение было ещё больше.
Можете пожалуйста объяснить, я собираюсь заделать радиоуправляемый самолёт, для поворотов на земле буду использовать повороты шасси, нужно ли мне ставить руль направления или смогу обойтись элеронами
На самом деле, самолеты поворачивают при помощи крыла и руля высоты. Компенсируя центробежную силу в крене подъемной силой крыла. На пилотажных самолетах подъемная сила при этом может увеличиваться в несколько раз. :) Но иногда при отказах поворачивают чем придется и рулем направления и даже разнотягом двигателей. А почему самолет не скользит? У пилота есть индикатор скольжения "шарик" и пилот давит на педали удерживая самолет в крене без скольжения - называется скоординированный разворот. Хотя ... сейчас на лайнерах это делает автопилот, а пилот только задает траекторию полета. По поводу почему самолет не переворачивается при отклонении элеронов это слишком сложный вопрос :) У самолетов разных схем это работает по разному: Пилотажный самолет перевернется, авиалайнер будет устойчивым по причине огромной устойчивости по крену по причине большой стреловидности крыла.
1. Как я понимаю, чтобы выполнить этот маневр, угол атаки в течении всего времени выполнения маневра не должен превышать определенного значения, иначе в какой-то момент просто пропадёт накреняющий момент силы и инерции самолёта не хватит, чтобы закончить маневр. Самолёт достаточно массивный, накреняется он медленно, и когда выполняется крен, то он начинает терять вертикальную составляющую скорости, вследствие чего постепенно возрастает угол атаки, который мешает выполнению маневра. Ещё хвост будет мешаться накрениться из-за набегающего потока снизу (самолёт ведь будет не только вперёд лететь, но и падать), препятствующего накрениться. 2. Направление скорости самолета будет меняться из-за центростремительгного ускорения, вследствие чего будет меняться и направление набегающего потока относительно самолета. За счёт хвоста самолёт будет стремится повернуться к набегающему потоку. 3. Подъёмная сила зависит от угла атаки. Чем больше угол атаки при одной и той же скорости, тем больше подъёмная сила. При накренении падает вертикальная составляющая подъёмной силы, поэтому её падение нужно скомпенсировать, увеличив угол атаки изменением угла тангажа с помощью руля высоты
*Интересно, а если вертолёт наклонить вбок, изменится ли у него угол рысканья (то есть, повернёт ли он автоматически)?* А квадрокоптер? Да, у квадрокоптеров должна быть система стабилизации, поддерживающая требуемые параметры полёта. Но если выключить эту систему?
2) Не скользит потому что сумма горизонтальных векторов сил от двигателя (направленная вперед) и отклонения (направленная вбок) дает вектор силы вперед и вбок, что дает поворот самолету, а не скольжение вбок. Нельзя просто так взять и многотонному объекту с огромной кинетической энергией дать скольжение вбок. =)
Самолёт поворачивает с помощью рулей высоты. Это работает одновременно. Наклон в нужную сторону элеронами и приподнимаются рули высоты. Только в таком случае самолёт сохранит устойчивость.
Отличное видео, я правда пока не понял почему крен приводит к отрицательному тангожу , для уравновесия которого (скорее всего) и тянут штурвал на себя. Надо поразмыслить. Или почитать комментарии))🤣
Вася, обалдеть, ты то тут что забыл)
Тоже жду комментарии! 🤣
Очень просто. В крене часть подъемной силы, направленной вертикально вверх, уменьшается, и сила тяжести становится больше. Вот и увеличивают угол атаки, чтобы увеличить абсолютное значение подъемной силы)
@@YAPHETSpgg а я люблю физику).
@@victorzybin5128 логично и просто. А я мудрил с теориями у себя в голове).
Наконец-то что-то из практики! Ура! Можно еще про принципы работы троллейбуса рассказать?
Электрический ток / электродвигатель)
А там-то что? Кажется уже разбирали здесь однажды и то, что при торможении трамвая песок на рельсы сыпят
@@ParsleyRF троллейбус работает совсем по другим принципам, чем трамвай.
@@user-be9vc5zq7g надеюсь он работает не на неведомой силе, а все на той же Ампера
@@ParsleyRF да, все на той же старой проверенной силе. Не мешало бы вам знать об этом...
Самолёт как раз таки "скатывается в бок", поэтому: 1 Нужно повышать высоту чтобы в конечном итоге ее сохранять в процессе поворота. 2 движение в бок "скатывание" + применение руля для сохранения изменённого вектора движения" + движение в прямом направлении "относительно начальных координат" обуславливают разворот - вектор изменяется 3 центр тяжести самолёта не даёт перевернуться, поэтому нужно создавать постоянное наклоняещее усилие
На моделях РН нормально рулит. На летающих крыльях ЛК, как раз, креном поворачивают - там нужно дать газу и приподнять нос, а то свалишься. На ЛК можно и без крена - сделать расщепляющиеся флаппероны. Если один расщепить, то ЛК повернет. Если оба, то снизишь скорость.
💯👍
Рулями высоты увеличивают угол атаки, чтобы самолет не свалился вниз
Чисто за счёт элеронов, насколько я знаю, осуществить Вираж не представляется возможным. Для этого и используется руль высоты, площадь и эффективность которого больше, чем у руля направления. Руль высоты создаёт дополнительную силу, противоположенную силе, направленной к центру описываемой окружности. Эти силы приложены к разным плечам рычага и, соответственно, стремятся развернуть машину. Однако всё же, это всё очень упрощёно. В реальности выполнение манёвров задача гораздо больше сложная, чем кажется на первый взгляд.
Увеличивая угол отаки рулём высоты, чтоб самлет не просто боком летел чтоб ещё поварачивал
Беда в том, что физики-теоретики, как автор канала, не до конца понимают сам процесс пилотирования самолётом, поэтому есть небольшие нестыковки в ролике. Они не так важны при общей сути вопроса, но тем не менее, посыл понятен, что только за счёт руля направления поворачивать самолет не может... Точнее может, не не эффективно, поэтому был взят самолёт в 200 тонн весом и с маленькими рулевыми плоскостями. Что касательно пилотажных самолётов типа Extra, Edge, MXS например, с большими плоскостями и малым весом, то на них это делается легко, но правда придётся задействовать элероны и руль высоты все равно, для предотвращения крена из-за расположения руля направления выше осевой линии самолёта, тангаж будет меняться тоже, и часто в положительную сторону при этом. Реже в отрицательную. Это зависит от конструктива конкретного самолёта. А у меня такой вопрос, что именно приводит к отклонению плоскостей? Набегающий поток на отклоненную плоскость, или то, что скорость потока на плоскости крыла, например, в которую отклонён элерон меньше, и давление на само крыло в том месте больше? А на обратной стороне этого же крыла скорость потока больше, и давление меньше? Короче говоря, подвижная отклоняемая плоскость задает силу для отклонения, или, например, вся неподвижная плоскость элеватора тянет хвост вверх или вниз?
да, "вся неподвижная плоскость элеватора тянет хвост вверх или вниз". если она конечно есть ) точнее не плоскость элеватора , а как это называется ... плоскость горизонтального оперения... стабилизатор самолёта... horizontal stabilizer
Как вариант ответа есть ещё спецтермин - эффективный угол атаки Суть в том, что элерон, элевон, руль высоты и другие подвижные элементы механизации крыла меняют локальный угол атаки, таким образом изменяется подъемная сила.
@@vovanikotin , а по факту рули меняют форму\профиль крыла. форма меняется -- меняется и обтекание ( если это не гиперзвук конечно)
@@RobotN001 по сути да. разные коллективы для удобства используют свои термины. эффективный угол атаки упоминается в трудах-архивах ЦАГИ.
@@vovanikotin ну вот я и говорю. Если подвижная часть мала, то вся работа ляжет на неподвижную часть. Правда ровно на столько, на сколько подвижная часть сможет затормозить поток. То есть работают обе в той или иной степени... Просто только у неподвижной части вектор силы направлен перпендикулярно движению. У подвижной он еще и немного назад...
4й вопрос: как при повороте с креном используется руль направления?
5й вопрос, зачем крылья самолета приподнимают, или наоборот опускают при виде спереди.
@@vovanikotin Вы имеете в виду , почему их не делают по середине фюзеляжа?
@@romanserba6267 не совсем. если посмотреть на самолет спереди, то видно, что у большинства пассажирских самолетов крыло идет под углом вверх. это связано с устойчивостью и маневеренностью.
@@vovanikotin А... Ну даже бумажный не летит когда крылья не приподняты или опущены.
по первому вопросу: умник-очкарик просто не в курсе, что сделав крен и войдя в вираж, элероны сразу возвращают в нейтральное положение - как раз чтобы не продолжать вращение. У дяденьки явно каша в голове, но других учит!)))
Второй вариант в корне не правильный. В этом случае самолет просто будет смещаться боком в сторону. А для поворота надо задействовать руль высоты одновременно с креном. К примеру, если крен сделать как в видео, а руль высоты повернуть вниз, то самолет начнет разворачиваться в противоположную сторону.
Т.е получится разворот брюхом к оси поворота? А самолёт не свалится . Сложно себе представить.
идеи: 1. вертикальный хвост создает тягу которая уравновешивает элероны 2. поворачивает а не скользит опять же из-за вертикального хвоста --- он создает тягу которая разворачивает самолет вокруг своей оси (если смотреть на самолет сверxу) 3. угол атаки увеличивают потому что из-за наклона крыльев их вертикальная тяга становится меньше (то же что и Макс внизу написал)
🤣🤣🤣 ветикальный хвост 🤣🤣🤪 тяга крыльев 🤪🤣🤣
Большой самолётик, 200 тонн) Хорошие вопросы. Заставят подумать
по первому вопросу: умник-очкарик просто не в курсе, что сделав крен и войдя в вираж, элероны сразу возвращают в нейтральное положение - как раз чтобы не продолжать вращение. У дяденьки явно каша в голове, но других учить взялся)
Такое впечатление то хвост не даст сделать бочьку, дапустим крен в лево вызовет сколжение самолёта в лево от чего появится боковой поток воздуха который станет давить на хвост, тем самым не только заносить хвост самолёта в право, но и выравнивать крен, гдет так
Думаю, пилот добившись нужного крена, отключает элероны, а с отклонёнными элеронами самолёт сделает бочку. Ну или при отклоненных элеронах, чтоб не сделать бочку, для балансирования используются задние крылья высоты.
угол атаки увеличивается , чтобы выросла подъемная сила и он не упал
как поворачивает самолёт... штурвал в право, штурвал на себя - поворот в право.
Самолет во время крена может скользить внутрь дуги.
1. Потому, что продолжает. Не делает бочку, потому что подъёмная сила уменьшается и самолёт теряет высоту, а бочка делается при постоянной высоте. 2. Потому, что самолёт не поворачивается по виражу, а как раз скользит. Вы всё не правильно рассказали в основной части видео. Руль направления тоже не поворачивает самолёт. 3. Затем, что именно рулями высоты поворачивает самолёт. Чтобы самолёт начал поворачивать, на него должна действовать сила, приложенная не в точку приложения подъёмной силы и силы тяжести. Рули высоты создают при крене такую точку в хвосте.
3) а вы разделяете понятие поворота твёрдого тела вокруг своей оси , и поворота вектора скорости точечной массы ? )) в вопросе вроде бы имели ввиду именно поворот вектора скорости ) но это не точно )))
@@RobotN001 При скольжении самолёта тоже есть поворот вектора скорости, но только во время появления скольжения и исчезновения такового. При устоявшемся скольжении вектор скорости не поворачивается. Поэтому я не считаю скольжение поворотом.
@@Rayvenor , почему исчезает ?
@@RobotN001 не понял.
@@Rayvenor почему при устоявшемся скольжении вектор скорости не поворачивается? киль слишком развитый ?
Тут и так все понятно ... что тут комментировать ...
Сила приложенная к центу масс не вызывает вращения. При таком объяснении самолет, как раз будет скользить, а не поворачивать. Тема не раскрыта от слова "совсем". И ещё: самолет с креном, на самом деле может скользить, а не поворачивать. В малой авиации мы используем такой прием при заходе на полосу при боковом ветре.
Крутой конечно байт на комментарии, но есть одно "НО". Где ответ то? В следующем видео ответов на предыдущее не даете. В комментариях искать? Как, извините? По количеству лайков? Хороший канал, вот хороший. Но одно это обнуляет почти все его заслуги. Задаёте вопрос - будьте добры дать ответ в следующем видео. Удачи.Отписался.
Не поворачивается самолет, потому что ему не дают теплые потоки воздуха.
На 4.00 у автора явная ошибка. Наклоняться самолёт будет в другую сторону,а именно в сторону заторможенного элероном крыла. Я конечно всего лишь пилот-любитель СЛА, могу не всё знать о больших самолётах,но на чём я летаю,летает именно так. А теперь кидайте в меня тапками и говорите что я не умею летать)))
это уже не элерон на вашем СЛА, а интерсептор\спойлер какой-то ) не надо на нём летать ) вы нужны нам )
@@RobotN001 на моём летательном аппарате (параплан называется) например,если я тяну левую клеванту,задняя кромка подворачивается, здесь это работает как тормоз. При этом крен будет в сторону поворота. А с точки зрения автора,должен быть крен вправо из-за увеличения подъёмной силы левой консоли. Так не бывает.
@@user-op4rm3xh4w , автор говорит про элерон самолёта. параплан не самолёт, и вряд ли подворот купола в этом месте называют элероном в сюръёзных теориях )
@@RobotN001 ну хз про сурьозные теории,однако я ни разу не видел крена вправо при левом развороте. Ни на каких ла.
@@user-op4rm3xh4w , где этот момент был в видео ?
Лучше скажите почему некоторые самолёты спокойно летают в перевёрнутом состоянии и не падают вниз,не смотря на закон Бернулле и силу тяготения
подьемная сила создается не только законом Бернулли, а еще и 3 законом Ньютона
Это австралийские самолёты, так и должно быть.
Так я и мапедом уехаю в паварот
Не поворот а разворот.
1) потому что при достижении нужного угла элероны встают на штатное место 2) При крене образуются 2 проекции подьемной силы, и самолет начинает движение вбок, том самым увеличивается давление на корпус самолета, но, поскольку парусность руля наиболее высокая, то образуется сила, действующая на руль. Дополнительное вращение придает вихревой поток, сходящий с подвижной кромки руля. 3) как сказали многие, склалываем векторно все силы, и общая подьемная сила снижается, и это компенсируется тангажом. ( при определенном угле Вихревые потоки , пройдч кромку крыла, срываются вниз под некоторым углом, придавая дополнительную подьемную силу
Автору сперва самому бы разобраться как управляется и поворачивает самолёт, а потом уже и ролики записывать.
Зашёл и посмотрел в поисках ответа (можно без формул, а просто для дурней): как связано использование элеронов и рысканье? Я вот смотрю не первое видео и не понимаю, почему оно может возникнуть, если использовать элероны.