Вопросы динамики, аэродинамики и т.п.

В процессе обсуждения самых разных тем иногда приходится касаться вопросов, требующих отдельного разъяснения с чисто научной точки зрения.
В частности, уже несколько раз мелькал вопрос о статически неустойчивых самолетах: для чего это нужно и какие проблемы при этом возникают. А также для чего реально нужен управляемый вектор тяги (УВТ) (точнее, отклоняемый вектор тяги, ибо по модулю тяга всегда управляется (ну и, чтобы расставить все точки над i, СВВП здесь не рассматриваем). Чтобы не разводить оффтопиков, я предлагаю вынести все рассуждения относительно динамики, аэродинамики и вообще объективных наук в отдельный топик. А начнем как раз с неустойчивых самолетов.

Несколько вводных.
Во-первых, рассматривается только продольное движение.
Во-вторых, что такое статическая неустойчивость, надеюсь, все более-менее понимают, но надо осознавать тот факт, что движение любого самолета должно быть устойчивым. То есть статически неустойчивый самолет в движении должен быть устойчивым, просто у него проблемой устойчивости занимается автоматика (СУУ - система улучшения устойчивости/управляемости).
В-третьих, чтобы было о чем говорить рассматриваемая величина строго называется "степень продольной статической устойчивости по перегрузке" (s_n) и измеряется в процентах (или долях) средней аэродинамической хорды (САХ). Отрицательная величина s_n соответствует статический устойчивости, положительная - неустойчивости (а не наоборот!). Основной вклад в нее вносит производная момента тангажа по Cy (m_z^Cy), которая представляет собой, грубо говоря, расстояние вдоль продольной оси между центром тяжести и фокусом самолета, выраженное в САХ. Процента 2-2.5 САХ обычно добавляет (точнее, вычитает) аэродинамическое демпфирование.

Одна из причин снижения устойчивости самолета известна практически всем: снижение потерь на балансировку самолета и, таким образом, повышение аэродинамического качества. Она является единственной (насколько я знаю) для неманевренных самолетов (есть другие менения?). Приведу для справки приблизительные оптимальные значения s_n с этой точки зрения: для классической схемы +5%, утка - +25..30%, КОС - больше +30%.

Для манверенных же самолетов (в частности, истребителей) эта причина не является единственной и даже основной. Целью является улучшение динамики движения. Чем выше устойчивость, тем а) большие управляющие моменты нужно прикладывать для достижения одного и того же эффекта (как правило, эффектом считается создание единицы дополнительной нормальной перегрузки n_y) и б) тем больше колебательность движения.
Проблема (а) граничит с вопросом потерь на балансировку, но упирается в проблему выбора достаточно эффективного горизонтального оперения для создания заданной максимальной перегрузки (например, 9). Для маневренных самолетов ГО выбирается, как правило, именно по этому критерию (для неманверенных - по балансировке на взлетно-посадочных режимах). Причем на сверхзвуке из-за резкого повышения статической устойчивости (надо объяснять, почему?) и уменьшения относительной эффективности руля высоты именно ГО зачастую ограничивает маневренность. Поэтому снижение устойчивости позволяет обойтись меньшими управляющими моментами и, соответственно, меньшим ГО. Правда, не все так просто, но об этом ниже.
Колебательность движения (б) легко можно задемпфировать простейшей автоматикой, но снизив тем самым быстродействие системы. Применение статически нейтрального или неустойчивого самолета позволяет добиться апериодической или любой другой удобной формы движения без потери быстродействия. Справедливости ради надо сказать, что этого можно достичь и созданием положительной обратной связи по перегрузке (или тангажу) в автоматике (если эффективность рулей позволяет), но тут мы получаем как бы "систему наоборот": имеется (слишком) устойчивый самолет, а мы автоматикой снижаем устойчивость, не получая при этом выигрыша с балансировкой.
Если что не ясно, жду вопросов или дополнений.

А теперь в чем, собственно, проблемы с созданием статически неустойчивого самолета.
Итак, неустойчивость аэродинамики самолета должна быть компенсирована автоматикой (СУУ). Эта автоматика в простейшем случае представляет собой обычные отрицательные обратные связи (как правило, по угловой скорости тангажа и перегрузке для маневренных самолетов) с правильно выбранными коэффициентами усиления. Причем, в общем случае, чем больше степень неустойчивости, тем "сильнее" должны быть обратные связи и тем сильнее необходимая коррекция, выдаваемая на рули. Другими словами, чем выше неустойчивость, тем выше требования к быстродействию рулей. Так, например, для s_n=5% требуемая скорость отклонения рулей порядка 40°/с, а для 20% - уже 70°/с. Отсюда очевидно (по-моему), что УВТ здесь не поможет, т.к. скорость отклонения сопел заметно меньше скорости рулей.
Но это проблема технологическая - нужно "лишь" создать хорошие бустеры (с чем у нас, по правде говоря, неважно). Есть проблемы и посерьезнее.
Во-первых, ограничения по отклонению рулей. Если в случае устойчивого самолета это грозит лишь ограничением достижимого (располагаемого) угла атаки (см. рисунок ниже), то в случае неустойчивого самолета мы лишаемся органа, обеспечивающего искусственную устойчивость. Иначе говоря, когда руль встает на упор (а чем выше неустойчивость, тем активнее он работает и тем выше вероятность этого, особенно при работе вдали от нейтральной перегрузки) самолет сразу становится неустойчивым в движении со всеми вытекающими... Вот здесь УВТ, видимо, может помочь, создавая дополнительный момент, что даст возможность работать рулям вблизи нейтрального положения.
Во-вторых, проблема с запасом пикирующего момента. Здесь необходимы некоторые пояснения, и чтобы было понятно, я нарисовал пару графиков, которые постараюсь объяснить "на пальцах". Неустойчивость по определению подразумевает то, что чем дальше самолет уходит от точки неустойчивого равновесия, тем бОльшая сила уводит его еще дальше. И, соответственно, тем бОльшая сила требуется для возврата самолета к нейтрали. Однако сила эта ограничена, во-первых, углом отклонения руля высоты, а во-вторых, его аэродинамической эффективностью, которая после определенного местного угла атаки начинает падать из-за срыва потока.

Наклон этих моментных кривых характеризует степень продольной статической устойчивости. Отклонение руля высоты смещает кривые вверх или вниз (плюс изменяет угол атаки самолета, критический для руля). Как видно из правого рисунка, для неустойчивого самолета возможна ситуация, когда при определенном угле атаки самолета a_гр у последнего не окажется запаса пикирующего момента, и он "застрянет" в этой точке. То есть даже полное отклонение ручки от себя не даст никакого эффекта. Как раз такой случай имеет место у Су-27 - там запас практически нулевой. (При попадании в эту точку, как нам рассказывали, летчик либо раскачивает самолет, либо создает крен (как правило, разнотягом - ведь рули направления затенены на таком угле атаки и элероны неэффективны)). Вот тут-то УВТ практически незаменим, ибо увеличение руля высоты почти не поможет - на таком угле атаки он работает в срывных условиях и потому неэффективен. По сведениям SukhoiRU, еще хуже обстоит дело с этим на 1.42, и без УВТ он практически не летуч...

Удачи!

Угу. Значить так. Всё это конечно интересно, но хотелось бы знать, могу ли я задавать всякие глупые вопросы по ходу дела, которые элементарны для человека, получившего (или получающего) образование в области самолётостроения, но непонятны для меня?

А теперь для затравки.

>создать хорошие бустеры (с чем у нас, по правде говоря, неважно).

Ага, а «Беркут» почему-то летает. И не сказал бы, что неважно. А ведь у него скорость отклонения рулей наверно, поболее 1000 /С будет.

И насчёт ограничения по отклонению рулей. Вроде бы, у X-29 кроме ПГО больше никаких рулей нету (табуретками не кидаться) и – летал…
А если это так, то у «Беркута», имеющего ПГО + хвостовое ГО проблема «упора рулей» не стоит на повестке дня.

Так, на всякий случай ещё раз напомним про табуретки, и осторожнетько пойдём дальше.

>Однако сила эта ограничена, во-первых, углом отклонения руля высоты, а во-вторых, его аэродинамической эффективностью, которая после определенного местного угла атаки начинает падать из-за срыва потока.

«Подъёмная сила КОС не ограничена концевым срывом потока, элероны остаются эффективными вплоть до высоких значений угла атаки, а самолёт управляется даже при срыве потока со всей остальной части крыла» ВЕСТНИК АВИАЦИИ И КОСМОНАВТИКИ, 4.2000, стр 29.

Ну как - в тему, или не к селу не к городу?

To Zeus

Ох, спасибо, брат, порадовал! Ну что ж, продолжим общение в таком ключе.

Очень жаль, что так и не смог увидеть твоих графиков. Было бы очень интересно посмотреть, что там.

Про «зависание» на углах атаки Су-27 скажу лишь, что это бывает лишь при предельно задней центровке. Вообще-то данное явление более присуще машинам с ПГО, установка которого сильно испортила форму наплыва, что в свою очередь ухудшило протекание mz по альфа. Вот там действительно есть «ложка». Так же к этому склонны почти все «утки».

Лично я считаю оптимальной следующую зависимость mz по альфа. На углах атаки, соответствующих горизонтальному полету (от –1 до +10 град.) необходимо обеспечивать оптимальную с точки зрения аэродинамического качества неустойчивость, на умеренных (от альфа ГП до альфа виража без потерь энергии) – нейтральность, далее – либо равенство mz нулю, либо стеной в минус. Нейтральность на умеренных углах атаки позволит удержать балансировочное положение основного органа продольного управления в пределах 1/3 хода. Это необходимо для обеспечения как возможности управления в продольном канале, так и возможности использовать дифференциальное отклонение этого органа для бока без так называемого «забивания сигналов» с вычислителей продольного и бокового канала. На больших углах атаки равенство полного момента нулю при нейтральном положении основного органа (так называемая самобалансировка) позволит летать на «сверхманевренность», а резкий уход в минус – безопасно пилотировать «в допах».
Осуществляется же все это путем грамотного проектирования компоновки, обеспечивая срывы потока на нужных частях самолета на нужных углах атаки. И грамотным выбором центровок, естественно!

Предлагаю к обсуждению еще два вопроса.

1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?
2. Аксиома: все модификации Су-27 хуже Су-27 по летным делам.


С уважением, SukhoiRU.

2 voice from .ua:

>...хотелось бы знать, могу ли я задавать всякие глупые вопросы по ходу дела...

Ну разумеется! Для того и задумано

>Ага, а «Беркут» почему-то летает. И не сказал бы, что неважно. А ведь у него скорость отклонения рулей наверно, поболее 1000 /С будет

Сколько-сколько??..
Ну, во-первых, важно или неважно летает "Беркут", еще непонятно. А скорость отклонения рулей и у него вряд ли большая. Вы учитывайте, что имеется в виду, разумеется, скорость отклонения в полете, то есть под нехилой нагрузкой, а не на земле. У Су-27 скорость 40°/с - и это при его 280 кгс/см² в гидравлике (обычно - 210). Так что я и в 70°/с сомневаюсь. Я уже говорил, что даже на стареньком Х-29 скорость отклонения рулей была больше, чем на новейшем F-22 - красота требует жертв...

>И насчёт ограничения по отклонению рулей. Вроде бы, у X-29 кроме ПГО больше никаких рулей нету (табуретками не кидаться) и – летал…
>А если это так, то у «Беркута», имеющего ПГО + хвостовое ГО проблема «упора рулей» не стоит на повестке дня.

Ну, это еще неизвестно. Кроме того, не надо забывать, что угол отрицательной стреловидности на Х-29 был намного больше, чем у "Беркута", да и неустойчивость наверняка тоже (у Х-29 +30% САХ, у С-37 не знаю...)

>Ну как - в тему, или не к селу не к городу?

Правильно, но не в тему Это все дает управляемость по крену. Да и, по большому счету, КОС тут вообще ни при чем. Можно и с КОС устойчивый самолет сделать...

2 SukhoiRU:

>Очень жаль, что так и не смог увидеть твоих графиков. Было бы очень интересно посмотреть, что там

Уже есть

>Про «зависание» на углах атаки Су-27 скажу лишь, что это бывает лишь при предельно задней центровке. Вообще-то данное явление более присуще машинам с ПГО, установка которого сильно испортила форму наплыва, что в свою очередь ухудшило протекание mz по альфа. Вот там действительно есть «ложка». Так же к этому склонны почти все «утки».

Хм. Но это зависит от закона управления ПГО. Насколько я знаю, на Су-33, по крайней мере, ПГО отклоняется автоматически в зависимости от угла атаки, а не отклонения ручки. Поэтому если рассматривать систему "автоматическое ПГО + самолет", можно сделать любое (в разумных пределах) m_z^a. "Ложка" у "уток" присутствует из-за более раннего срыва с ПГО по сравнению с крылом вследствие большего угла атаки ПГО, необходимого для балансировки устойчивого самолета. Для неустойчивого самолета, а тем более для автоматического ПГО, все не так очевидно... Собственную динамику, может, и испортили, но в целом - вряд ли...

>Лично я считаю оптимальной следующую зависимость mz по альфа... Осуществляется же все это путем грамотного проектирования компоновки, обеспечивая срывы потока на нужных частях самолета на нужных углах атаки...

Все это разумно, да только слишком уж большая "грамотность" для этого нужна Сейчас, по-моему, проще поставить на самолет УВТ и тому подобные вещи, чем сильно изголяться с аэродинамикой. Некоторая аналогия с компьютерным железом, которое проще и дешевле нарастить, чем ювелирно программировать...

>1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?

Хотел с ходу что-нибудь ответить, но, пожалуй, подумаю пока. Можно упомянуть разве что положительную интерференцию ПГО и крыла, присущую "уткам" с ПГО, установленным в плоскости крыла (оно увеличивает циркуляцию потока в корне крыла, что очень полезно для крыла прямой стреловидности). Но это явно не главная причина... Ну, еще НУПС (непосредственное управление подъемной силой) в перспективе...

>2. Аксиома: все модификации Су-27 хуже Су-27 по летным делам.

По чему хуже? да и странная аксиома какая-то... Можно подумать, суховцы все поголовно дураки. Но обсудить можно...

1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?


Вроде ВПХ изначально улучшали на Су-33, нет?
И следом то же самое на Т-10М, Т-10В как на
более тяжелых.


2. Аксиома: все модификации Су-27 хуже Су-27 по летным делам.


Ммм, в котором месте хуже имеется ввиду? Которые
характеристики? Хотя, ясное дело, лишний
"торчок" в потоке улучшать все подряд
не должен.

Ух ты, интересно тут у вас!

Маленькие добавление от чайника:

1. voice from .ua> И насчёт ограничения по отклонению рулей. Вроде бы, у X-29 кроме ПГО больше никаких рулей нету (табуретками не кидаться) и – летал…

Табуретками не буду, но Вы, эта-а-а, не забывайте про рули высоты Х-29, в смысле, ЗГО. Их так не видно, но на схему посмотрите внимательнее

2. Zeus> Можно упомянуть разве что положительную интерференцию ПГО и крыла, присущую "уткам" с ПГО, установленным в плоскости крыла (оно увеличивает циркуляцию потока в корне крыла, что очень полезно для крыла прямой стреловидности). Но это явно не главная причина...

А я думал, что как раз главная А что тогда?

quote:

---

Originally posted by SukhoiRU:
1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?

---

 

Наксколько я читал (у Фокина?) - для того, чтобы вернуть ему неустойчивость. Установка новой, более тяжелой, РЛС сдвинула центровку вперед и сделала его статически устойчивым.

Табуретки будут?

А можно этого Фокина в Сети почитать?

2SukhoiRU
безопасно пилотировать «в допах». - это означает - на предельных режимах?

Кстати, местных заводил не раздражают любознательные чайники, не имеющие к авиации никакого отношения?

2 Zeus:
[i]>Ага, а «Беркут» почему-то летает. И не сказал бы, что неважно. А ведь у него скорость отклонения рулей наверно, поболее 1000 /С будет

Сколько-сколько??..

Да 100, 100 конечно. Досадная опечатка.

>Ну, во-первых, важно или неважно летает "Беркут", еще непонятно.

Судя по видеороликам, скчанных у Бразда, неплохо. Показателен один вираж, заложенный «Беркутом». Оператор его еле в кадре удержал – не ожидал, что фигура будет такой крутой. Руку-то он набивал небось на МиГ-29 да Су-27.

>Вы учитывайте, что имеется в виду, разумеется, скорость отклонения в полете, то есть под нехилой нагрузкой, а не на земле. У Су-27 скорость 40°/с - и это при его 280 кгс/см2 в гидравлике (обычно - 210).

Дык начитался я уже, что на С-37 установлены гидроприводы нового поколения. Кстати, задержки с началом полётов 1.44 то же были связаны во многом с недооснащённостью этими самыми приводами. Денег они стоят вроде немеренно, и их (денег) в РСК еле наскребли...

>Ну, это еще неизвестно. Кроме того, не надо забывать, что угол отрицательной стреловидности на Х-29 был намного больше, чем у "Беркута", да и неустойчивость наверняка тоже (у Х-29 +30% САХ, у С-37 не знаю...)

А может быть, что компановка «триплан» была выбрана именно потому, что степень неустойчивости С-37 чрезвычайно высока? Поэтому пришлось использовать для управления по тангажу и ПГО, и ГО...

2 SukhoiRU:

>1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?

Ну вы, SukhoiRU, даёте. Может, прикалываетесь?
Ладно, пока Zeus родит что-либо действительно грамотное и глубокое, мы понастрочим поверхностного и доступного.

«Установленное на наплыве крыла управляемое цельноповоротное переднее горизонтальное оперение (ПГО) смещает аэродинамический фокус вперёд (вот отсюда, по-видимому и +20% САХ у Су-35), увеличивая эффективность управления по тангажу, и позволяет резко изменять параметры устойчивости и управляемости самолёта (например, чтобы сделать «Хук», да и не только. Су-27 «Хук» не делает, видимо, именно из-за отсутствия ПГО). Отклонение ПГО вызывает мгновенную реакцию статически неустойчивой машины и обеспечивает столь же мгновенную реализацию предельных перегрузок и высоких скоростей изменения тангажа и разворота (гляньте-ка, что Су-30МК вытворяет. Правда, там ещё и двигатели с ОВТ, но думаю, что без ПГО подобного цирка не устроить).

С увеличением полётного угла атаки отклонённое ПГО работает в режиме щелевого закрылка для корневой части крыла и вместе с автоматически отклоняемой по углам атаки механизацией крыла улучшает обтекание, минимизирует сопротивление и повышает аэродинамическое качество при маневре.

Установка ПГО позволяет реализовать систему непосредственного управления подъёмной силой при совместном отклонении ПГО и флапперонов.

Посредством ПГО возможно «управление» степенью неустойчивости самолёта, которая меняется в зависимости от нагрузки на внешних узлах подвески.

При полётах в турбулентной атмосфере ПГО является пассивным и активным демпфером продольных колебаний и тряски (для Су-34 будет очень кстати)».

2 voice from .ua

>Судя по видеороликам, скчанных у Бразда, неплохо...

Ну, это же несерьезно... Я его вживую на МАКСе видел, и что? Да и то, насколько самолет хорошо летает, определяют не только его "выкрутасы". Тем более даже по этому пункту он пока уступает Су-30МКИ etc., который на том же МАКСе смотрелся гораздо эффектнее. Короче, рано еще об этом судить.

>Дык начитался я уже, что на С-37 установлены гидроприводы нового поколения. Кстати, задержки с началом полётов 1.44 то же были связаны во многом с недооснащённостью этими самыми приводами. Денег они стоят вроде немеренно, и их (денег) в РСК еле наскребли...

Да, я тоже это слышал. Но подробностей не знаю...

>А может быть, что компановка «триплан» была выбрана именно потому, что степень неустойчивости С-37 чрезвычайно высока? Поэтому пришлось использовать для управления по тангажу и ПГО, и ГО...

Возможно, не без этого, но и у Х-29 такая же схема (у него сзади рулики есть наподобие как у 1.44). А повышать неустойчивость выше +30% уже неэффективно. Вроде бы...

>Ладно, пока Zeus родит что-либо действительно грамотное и глубокое...

ээээ, не дождетесь По поводу ПГО вряд ли что могу добавить.
Нет, все же повторюсь: для увеличения эффективности торможения при пробеге, во!

>...думаю, что без ПГО подобного цирка не устроить

Вот уж не факт. Хотя рассуждать по этому поводу бесполезно - слишком много точных данных надо, а лучше - полеты...

2 Zeus
>Я его вживую на МАКСе видел, и что?

Везучий человек. Мне из Киева переться – недопереться.


>Тем более даже по этому пункту он пока уступает Су-30МКИ etc.,

Сравнивать нужно пока с Су-35.

[i]>>...думаю, что без ПГО подобного цирка не устроить

>Вот уж не факт. Хотя рассуждать по этому поводу бесполезно - слишком много точных данных надо, а лучше - полеты...

Полёты – есть. Где-то в здешних форумах слышал, что на Су-27 Хук то же можно делать, но не нужно. А на Су-35 – просто и комфортно. С чего бы это?

Подозреваю, что у Су-35 значительно более высокая угловая скорость изменения тангажа.
Из-за наличия ПГО.

Теперь посмотрим на выкрутасы Су-30МК и представим себе, что будет, если угловая скорость изменения тангажа у него понизится?

>Везучий человек. Мне из Киева переться – недопереться.

Я в 97 году из Ижевска перся... Мне, правда, все равно в начале сентября ехать бы пришлось, но так - на неделю раньше срока. Приехал в крайний день, в воскресенье. Поскольку погода была отличная, решил ехать на велосипеде (из Тушино), но пока его ремонтировал, да искал на карте Жуковский (а он, надо сказать, относительно Тушино очччень "удобно" расположен ... Короче, опоздал на полчаса :((

>Сравнивать нужно пока с Су-35.

Принимается, но все равно не дотягивает. Пока. Впрочем, нечестно еще судить...

>Полёты – есть. Где-то в здешних форумах слышал, что на Су-27 Хук то же можно делать, но не нужно. А на Су-35 – просто и комфортно. С чего бы это?

С Су-27 никто не спорит. Но речь-то о других вариантах: ПГО vs УВТ или УВТ vs УВТ+ПГО (>Правда, там ещё и двигатели с ОВТ, но думаю, что без ПГО подобного цирка не устроить). Так вот, по-моему, вполне очевидно, что эффективность УВТ (ОВТ все-таки правильнее, похоже...) на порядок (или на два) выше, чем ПГО, так что "цирк" с ОВТ можно устроить хоть на палке

А насчет "с чего бы это?" - с повышения безопасности в первую очередь, а не улучшения манверенности, полагаю. Воистину, "просто и комфортно"

>Подозреваю, что у Су-35 значительно более высокая угловая скорость изменения тангажа.
>Из-за наличия ПГО.

Возможно, но насчет значительности сомневаюсь. Все-таки площадь маленькая, момент небольшой, а момент инерции самолета здоровенный... Причем больший, чем у 27.

>Теперь посмотрим на выкрутасы Су-30МК и представим себе, что будет, если угловая скорость изменения тангажа у него понизится?

Дык. Знамо что - посолиднее самолет станет, поспокойнее У МК, кстати, ни ОВТ, ни ПГО нет Может, вы имели в виду именно МКИ? А с чего на нем долна омега зет уменьшиться? Если отобрать ПГО? Да ну. Отклоним сопла на полградуса больше.

Раз на велосипеде, значит родственнички в Тушино есть. А у меня нету...
А были бы - может, и из Улан-Уде приехал бы.

Zeus >Но речь-то о других вариантах: ПГО vs УВТ или УВТ vs УВТ+ПГО ... Так вот, по-моему, вполне очевидно, что эффективность УВТ ... на порядок (или на два) выше, чем ПГО, так что "цирк" с ОВТ можно устроить хоть на палке

Забыли одну маленькую детальку. «Отклонение ПГО вызывает мгновенную реакцию статически неустойчивой машины и обеспечивает столь же мгновенную реализацию предельных перегрузок и высоких скоростей тангажа и разворота». Об ОВТ такого не скажешь. Так, посмотрим, чего там у нас? Ага, «Аэродинамика и бортовые системы самолёта должны обеспечивать возможность изменения угловой ориентации и траектории движения без сколько – нибудь ощутимых запаздываний». А цирка, как известно, без клоунов не бывает (даже если есть слоны).

>У МК, кстати, ни ОВТ, ни ПГО нет

У Бразда скачал видеоролик (su30mk_mymuz.mpg). Машина – Су-30, на вертикальном оперении «Sukhoi 30 MK», ПГО, двигатели с ОВТ. Ни ПГО, ни ОВТ – у Су-30 МКК (зачем им, ведь они (Су-30 МКК) Ту-16 заменяют в Китае. Впрочем, хоть бы и МКИ, не в том суть вопроса (лишь бы были ПГО + ОВТ).

Омега зет – угловая скорость тангажа?

Кстати а вот и глупый вопрос (см. начало): что такое «аэродинамическое качество»? Насколько знаю, имеет численное значение. Что значит вырачение: аэродинамическое качество = «число»?

2 voice from .ua:

>Раз на велосипеде, значит родственнички в Тушино есть.

Вообще-то нету, я с собой велосипед привез )

>...А цирка, как известно, без клоунов не бывает.

Замечательно. Но то же самое относится и к "просто" ГО - та же аэродинамическая поверхность. Интереснее выяснить, где именно ПГО имеет существенное преимущество перед ГО (особенно при наличии ОВТ (т.е. опять же - зачем его поставили). Предположения-то есть, но кто бы показал конкретнее...

>...Ни ПГО, ни ОВТ – у Су-30МКК...

Все-таки по всем данным из 30-х только у МКИ ПГО...

>Омега зет – угловая скорость тангажа?

Совершенно верно. Когда речь идет об угловых величинах или моментах, в индексе, как правило, пишется ось, относительно которой происходит вращение (и вдоль которой направлен условный вектор угловой скорости (перегрузки и т.п.)). Например, w_x - угловая скорость крена, m_y - коэффициент момента рыскания.

Кстати а вот и глупый вопрос (см. начало): что такое «аэродинамическое качество»? Насколько знаю, имеет численное значение. Что значит вырачение: аэродинамическое качество = «число»?

Очень просто: это отношение подъемной силы к сопротивлению в данных условиях. Или их коэффициентов, что то же самое. Можно говорить как о качестве отдельных элементов (крыла или даже профиля), так и о самолете в целом. Характеризует... много чего. Например, какую тягу нужно приложить, чтобы лететь горизонтально (скажем, если вес 1 тс, а качество - 10, то для горизонтального установившегося полета нужна тяга 100 кгс) (ветер и прочие нестационарности затрагивать не будем

>>У МК, кстати, ни ОВТ, ни ПГО нет
>У Бразда скачал видеоролик (su30mk_mymuz.mpg). Машина – Су-30, на вертикальном оперении «Sukhoi 30 MK», ПГО, двигатели с ОВТ. Ни ПГО, ни ОВТ – у Су-30 МКК

Ну ведь уже говорилось не раз...
Су-30МК - "модернизированный, коммерческий".
Может поставляться в вариантах с ПГО/без ПГО, с УВД/без УВТ.
Су-30МКИ и Су-30МКК - как раз всего лишь частные варианты

2 Zeus:
>Но то же самое относится и к "просто" ГО - та же аэродинамическая поверхность. Интереснее выяснить, где именно ПГО имеет существенное преимущество перед ГО (особенно при наличии ОВТ (т.е. опять же - зачем его поставили).

«Посредством ПГО возможно «управление» степенью неустойчивости самолёта». При помощи ГО разве такое можно делать? А ОВТ для этой цели слишком неуклюж. Другое дело, что при помощи ОВТ можно задать какое-лобо значение неустойчивости в виде константы, но резко изменять эту самую устойчивость туда-сюда при маневрировании – это задача ПГО. А константа та или иная (в зависимости от полётных режимов) пусть на всё это дело накладывается. И ещё – ОВТ незаменим на малых скоростях. Мне так кажется.


Вопрос: чем цифровая ЭДСУ отличается от аналоговой?

>«Посредством ПГО возможно «управление» степенью неустойчивости самолёта». При помощи ГО разве такое можно делать?

Ну а как же! Никаких принципиальных различий. Не забывайте, что и ПГО само по себе изменяет лишь собственную устойчивость самолета (на константу, грубо говоря), а мы рассматриваем устойчивость комплекса "самолет + автоматика (СУУ)". Все зависит от закона управления поверхностями, будь то ГО или ПГО. Например, Су-27 "собственно" неустойчив на 5% САХ, а автоматика делает его устойчивым. А можно сделать и нейтральным, и вообще каким угодно. Делов-то - пару чисел в вычислителе исправить

>Другое дело, что при помощи ОВТ можно задать какое-лобо значение неустойчивости в виде константы...

Неверно. ОВТ может изменить момент (тангажа) самолета, т.е. сместить моментные характеристики вверх или вниз (см. графики в самом начале), но не изменить их наклон (а именно наклон характеризует степень устойчивости). То есть, изменить наклон, в принципе, тоже можно, но точно так же, как и с помощью ГО - выбором закона управления в зависимовти от текущей угловой скорости, тангажа и проч. Если, правильно, скорости хватит.

>И ещё – ОВТ незаменим на малых скоростях.

Я бы сказал, не "еще", а самое главное!

>Вопрос: чем цифровая ЭДСУ отличается от аналоговой?

А тем же, чем цифровая ЭВМ от аналоговой. Прежде всего, реализацией вычислителя.

Zeus > Все зависит от закона управления поверхностями, будь то ГО или ПГО.

А эффективность управления неустойчивостью от места расположения оперения (спереди, сзади, может, ещё где) не зависит? Может у ПГО в этом плане преимущество прерд ГО?


>Неверно.

Действительно, не продумал.

[i]>>И ещё – ОВТ незаменим на малых скоростях.

>Я бы сказал, не "еще", а самое главное! [i]

Кстати, вроде ОВТ так же чрезвычайно эффективен для управления по рысканию (хотя как это достигается на Су-37 – до сих пор понять не могу). А ведь это круто. По тангажу, по крену – ГО очень эффективно, а по рысканию рули слабоваты. В классических режимах это не столь уж важно, но на сверхманевренных – важно не то слово. Например, когда Су-30 МКИ делает проход с углом атаки 700 и скоростью 70 км/ч. А вот и мысль закралась. Почему бы Сушке не исполнить такой трюк – мангуст, проход. Вроде напрашивается само собой.


>>Вопрос: чем цифровая ЭДСУ отличается от аналоговой?

А тем же, чем цифровая ЭВМ от аналоговой. Прежде всего, реализацией вычислителя.

И всё, что ли? А быстродействия хватает (у аналогового-то вычислителя)?

>А эффективность управления неустойчивостью от места расположения оперения (спереди, сзади, может, ещё где) не зависит? Может у ПГО в этом плане преимущество прерд ГО?

Ну, преимущества есть... и недостатки есть. В некоторых случаях (на больших углах атаки, например) ПГО может сильно помочь, где-то будет только мешать... В общем, в данном случае это не принципиально.

>Кстати, вроде ОВТ так же чрезвычайно эффективен для управления по рысканию (хотя как это достигается на Су-37 – до сих пор понять не могу).

И без бокового отклонения? Кто сказал такое? Или вы не знаете, что на Су-37 и Су-30МКИ сопла по-разному устроены?

>И всё, что ли? А быстродействия хватает (у аналогового-то вычислителя)?

Ха! Ну даете. Нет ничего быстрее аналогового компьютера! Он по определению работает в реальном времени. (У нас в маевнике есть пилотажный стенд с электрогидравлическим загружателем ручки. Этот загружатель позволяет задать любой закон изменения усилий - лишь бы кто этот закон вычислял (в принципе - простейшая функция f(x), правда, в двух каналах). Так вот, сколько ни пытались приладить в качестве вычислителя обычную РС-шку (даже вполне современную) - ничего не получалось, ручка слегка дрожала из-за дискретности вычислений, особенно при резких перемещениях. Понимаете - всю динамику самолета считать хватает скорости, а тут - нет! Сейчас там стоит и прекрасно справляется аналоговая АВК-31 70-х годов... И ей не требуется никаких ЦАП с АЦП. Есть куча подобных примеров, когда требуются не слишком сложные, но очень быстрые вычисления (еще один - моделирование работы шасси при движении по земле), и аналоговые ЭВМ до сих пор могут иметь здесь преимущество).

i]>В некоторых случаях (на больших углах атаки, например) ПГО может сильно помочь, где-то будет только мешать... В общем, в данном случае это не принципиально.[/i]

Ещё как принципиально. Нужно сначала определить, для каких задач создан самолёт, и каким образом он должен эти задачи выполнять. Исходя из этого оцнивают, где ПГО ему поможет, а где помешает. Взвесив все «за» и «против», принимают решение о его установке. А что касается Су-37 и Су-30МКИ, то может ПГО для них необходимо, потому что это огран управления, позволяющий резко изменять степень неустойчивости самолёта и находящийся спереди. Ведь сзади и ГО, и ОВТ есть, а может кое-какие качества на часто используемых режимах полёта можно реализовать при установке оперения именно в носовой части самолёта, и пользы от такого оперения будет больше, чем вреда.

>И без бокового отклонения? Кто сказал такое?

«На опытном самолёте Су-37 установлены двигатели АЛ-31ФУ с системой управления вектором тяги по каналу тангажа. ... Осесимметричное управляемое сопло отклоняется в вертикальной плоскости на угол + 150 при прмощи двух пар гидроцилиндров, питаемых от общесамолётной гидросистемы (угловая скорость перемещения сопел - 300/С).
Система управления вектором тяги позволяет управлять самолётом как в плоскости тангажа, так и рыскания, что достигается рассоглосованием направления тяги правого и левого двигателя». Авиация и Космонавтика 8.99 (1999 выпуск 2-3).

И подобное относительно Су-37 читал много где... Это лишь первое, что под руку попалось.

>Или вы не знаете, что на Су-37 и Су-30МКИ сопла по-разному устроены?

Не знаю, как насчёт самих сопел, но отклоняются они у Су-30 МКИ (в отличие от Су-37) в плоскостях, расположенных по отношению друг к другу под углом 300 . Дык в этом то всё и дело! Как у Су-30 МКИ при помощи ОВТ происходит управление по рысканию могу себе представить очень даже легко, а вот как у Су-37 – не могу совсем.


>Нет ничего быстрее аналогового компьютера! Он по определению работает в реальном времени.

Прикольно. Значит, такая штучка по определению не может «тормозить». Кстати, слышал, что на Х-29 кроме необходимости обеспечить быстрое отклонение управляющих поверхностей встала проблема о частоте обновления их положения. Вот тут-то, может аналоговый вычислитель и пригодился бы. Тумбочками не кидаться! Сами не захотели объяснять, как работает ЭДСУ, какие датчики используются для контроля параметров полёта, какие параметры вообще необходимо отслеживать, куда в цифровом варианте ЭДСУ ставят АЦП, что делают с полученным кодом, и как всё это работает, если ЭДСУ напротив, аналоговая (ясен пень, без АЦП и ЦАП).

>Нужно сначала определить, для каких задач создан самолёт, и каким образом он должен эти задачи выполнять. Исходя из этого оцнивают, где ПГО ему поможет, а где помешает. Взвесив все «за» и «против», принимают решение о его установке.

Ха, блин, железная логика, но мы-то говорим конкретно об обеспечении устойчивости! А для этого нужно лишь в нужное время создавать нужный момент. Так вот, принципиально не важно, с какой стороны - сзади или спереди - создавать этот момент, главное, чтобы он был нужной величины и знака (как обычно, если копнуть поглубже, и это будет важно, поскольку это не "чистый" момент, но здесь это несущественно). Дальше уже задача конструкторов и аэродинамиков смотреть, что нужно сделать, чтобы обеспечить нужный момент во всех режимах. Ну, не хватает ГО - можно и ПГО поставить. А можно еще что-нибудь сделать. Так что для обеспечения именно устойчивости неважно в принципе (подчеркиваю), спереди орган или сзади. Практически - может быть, важно, но реальная установка ПГО также может быть связана и совсем с другим.

>Система управления вектором тяги позволяет управлять самолётом как в плоскости тангажа, так и рыскания, что достигается рассоглосованием направления тяги правого и левого двигателя...

Мне очень кажется, что они просто перепутали рыскание с креном ;-] Именно это подчеркивалось, чтобы показать продвинутость относительно F-22

>Прикольно. Значит, такая штучка по определению не может «тормозить».

Практически - да. Если правильно сконструирована Хотя устроить запаздывание можно... Зато она может перегузиться. Эх, извратили термин От слова "перегрузка" имею в виду. Но это опять же при неправильном конструировании.

>Кстати, слышал, что на Х-29 кроме необходимости обеспечить быстрое отклонение управляющих поверхностей встала проблема о частоте обновления их положения. Вот тут-то, может аналоговый вычислитель и пригодился бы. Тумбочками не кидаться!

Ладно, не буду Я так понял, речь идет о частоте обновления информации об их положении, снимаемой с датчиков? Так это всегда, в общем случае, проблема при летных испытаниях. Причем у серийных самолетов, как правило, положение руля напрямую не снимается, об этом судят по положению ручки и параметров системы управления. Так вот, частота опроса датчиков даже для исследовательских регистраторов настолько невелика, что с ней справится даже простейшая РС-шка. Несколько десятков герц, как правило. Реально, сколько занаю - от 8 до 32. Я же писал, что для вполне приличного расчета динамики полета в реальном времени хватает даже РС. Проблема состоит лишь в выборе оптимального значения частоты, чтобы не перелопачивать лишнюю информацию (которая еще и зашумлена, и в первую очередь высокими частотами), но не потерять важного...

>Сами не захотели объяснять, как работает ЭДСУ, какие датчики используются для контроля параметров полёта, какие параметры вообще необходимо отслеживать, куда в цифровом варианте ЭДСУ ставят АЦП, что делают с полученным кодом, и как всё это работает, если ЭДСУ напротив, аналоговая (ясен пень, без АЦП и ЦАП).

У-у... Да это целая наука... В двух словах не расскажешь. Даже не знаю, что делать.

Вернёмся к истории вопроса.

1.SukhoiRU [i]>1. Нафига на Су-27 поставили ПГО?[/b]

2. Zeus >Интереснее выяснить, где именно ПГО имеет существенное преимущество перед ГО

Что касается первого вопроса, то его суть «зачем нужно ПГО на Су-27», а не «зачем вообще нужно ПГО». Тут будет два варианта ответа:

1. «...мы понастрочим поверхностного и доступного» (уже приведен).
2. Сухого Ру, как воспитанника 106 кафедры, интересует информация, объясняющая по всем правилам от и до природу факторов, приведенных в «поверхностном и доступном» (или тех факторов, которые действительно задействованы в Су-27 посредством установки ПГО). В этом случае пояснения должны давать специалисты самого ОКБ Сухого. Но думаю что в связи с тем, что ради получения подобной информации готовы так же в лепёшку разбиться многие люди в авиационных кругах многих стран, действительно компетентные специалисты будут молчать (и правильно).

Второй вопрос нельзя рассматривать в отрыве от конкретного самолёта т.к. преимущества и недостатки, возникающие при использовании ПГО будут зависеть от конфигурации конкретного планера. Собственно, баланс преимуществ и недостатков и формирует «идеологию» (см. ЛФИ или МФИ, - «идеологический дефект») системы, направленною на достижение заранее определённых и конкретных целей, и ПГО при своём наличии является лишь неотъемлемой частью этой системы.

>...но мы-то говорим конкретно об обеспечении устойчивости!

Нет, мы говорим от о том, «где именно ПГО имеет существенное преимущество перед ГО».

>Я так понял, речь идет о частоте обновления информации об их положении, снимаемой с датчиков?

Нет. Ведь, насколько я понял, у неустойчивого самолёта управляющие поверхности непрерывно изменяют своё положение для обеспечения его (самолёта) искусственной устойчивости (без ведома лётчика). Вопрос в следующем: процесс изменения положения поверхностей носит непрерывный или дискретный характер?

> У-у... Да это целая наука... В двух словах не расскажешь. Даже не знаю, что делать.

Если не обременительно – расскажите. Вам решать...

>Нет, мы говорим от о том, «где именно ПГО имеет существенное преимущество перед ГО».

Да? A я отвечал конкретно на ">А эффективность управления неустойчивостью от места расположения оперения (спереди, сзади, может, ещё где) не зависит? Может у ПГО в этом плане преимущество прерд ГО?"

>Сухого Ру, как воспитанника 106 кафедры, интересует информация, объясняющая по всем правилам от и до природу факторов, приведенных в «поверхностном и доступном»...

Не уверен. Как другой воспитанник той же кафедры могу поручиться, что в самой природе этох факторов никакого секрета нет, и все они более-менее известны (щелевой эффект, аэродинамическое демпфирование, НУПС и т.д.) Другой вопрос - насколько все это (учитывая и очевидные минусы) оправдывает вмешательство в и так неплохую аэродинамику Су-27. Вот тут, действительно, вряд ли кто поможет, кроме самих суховцев. Тем более что, как мне кажется, все в большой степени зависит от закона управления ПГО, а это, действительно, сугобо фирменная "фича"

>Второй вопрос нельзя рассматривать в отрыве от конкретного самолёта т.к. преимущества и недостатки, возникающие при использовании ПГО будут зависеть от конфигурации конкретного планера.

Не всегда. Есть некоторое количество очевидных преимуществ, равно как и недостатков, которые будут иметь место при любой конфигурации... Скорее нужно говорить о классе самолетов. Скажем, на современном уровне применение ПГО для транспортных самолетов не оправданно, а на таком-то классе истребителей - может быть оправданно и т.п...

>Ведь, насколько я понял, у неустойчивого самолёта управляющие поверхности непрерывно изменяют своё положение для обеспечения его (самолёта) искусственной устойчивости (без ведома лётчика). Вопрос в следующем: процесс изменения положения поверхностей носит непрерывный или дискретный характер?

Не могу ответить достаточно компетентно, но если вычислитель цифровой, то по определению дискретно. Но это не значит, что дискретно само отклонение. Сервопривод и бустер обладают на порядки большей инерционностью, чем даже не слишком быстрый компьютер... Однако определение оптимальной частоты опроса датчиков для этого случая, очевидно, действительно отдельная проблема. Но, полагаю, не слишком сложная: ну, раз в 10-20 выше полосы пропускания самолета, и хватит Впрочем, как раз по этому поводу у меня есть специальная методичка, но там зело загрузно Хотя могу отсканерить. Насколько помню, основная проблема с дискретным опросом датчиков - отстройка от резонансов с упругими колебаниями самолета, ну и фильтрация шума...

>Если не обременительно – расскажите. Вам решать...

Не знаю даже... Как-нибудь по ходу дела. А лучше книжку какую-нибудь найти. Может, даже методичку-другую отсканерю Тем более я сейчас на две недели уезжаю, и, возможно, не смогу пока продолжать разговор...

2 KRoN:

>при изменении положения РУС, ГО реагирует с задержкой до ~0.5с.

Это откуда такие данные? Могу совершенно ответственно заявить (и доказать), что при запаздывании 0.5 с летать было бы абсолютно невозможно. Где-то я применительно к F-22 об этом уже писал, а там рассматривалось запаздывание всего 0.15 с!
Единственное, что возможно - при измерении на земле вычислитель работает в "нерасчетном" режиме (скорость 0), либо давление в гидросистеме маленькое, потому и эффекты могут быть всякие...

P.S. 106-й постинг... Это приятно )

2Zeus
>щелевой эффект, аэродинамическое демпфирование, НУПС и т.д
Более подробно об этом можно?