Что такое момент качки?

Самолеты, движущиеся по воздуху, развивают подъемную силу, или силу, которая преодолевает вес, благодаря движению воздуха над крыльями. Один из способов движения самолета - это когда нос или передняя часть самолета движутся вверх или вниз, что часто называют шагом. Момент тангажа - это измерение движения вверх и вниз для разных углов воздуха через крылья, известных как угол атаки.

Большинство самолетов с неподвижным крылом имеют два или четыре крыла примерно на полпути вдоль фюзеляжа, который является основным корпусом самолета. Крылья имеют подвижные элероны, которые перемещают крылья вверх или вниз, известные как вращение самолета. В хвостовой или задней части фюзеляжа имеется горизонтальный стабилизатор с подвижной лифтовой панелью для управления высотой или опусканием. Горизонтальный стабилизатор часто выглядит как крыло меньшего размера с каждой стороны хвоста в плоском или горизонтальном положении.

Вертикальный стабилизатор с подвижной панелью руля направления расположен вертикально вверх от горизонтального стабилизатора, чтобы перемещать нос вперед и назад, что является контролем рыскания. Все подвижные поверхности соединены с колесом управления пилота или рукоятью, а также с педалями руля, управляемыми ногами пилота. Пилот может крениться или катиться, поворачиваться влево и вправо, рыскать или перемещать нос вперед и назад с помощью органов управления.

Если самолет движется вверх или вниз из-за движения в лифте, мощности двигателя или турбулентности погоды, угол атаки изменяется для воздуха, проходящего через крылья и горизонтальный стабилизатор. Горизонтальный стабилизатор выполнен в виде перевернутого крыла, и он создает момент качки вверх, чтобы опустить нос вниз. Другие части самолета пытаются оттолкнуть нос вверх из-за аэродинамических сил, которые являются эффектом воздуха, перемещающегося через различные поверхности.

Силы, создаваемые горизонтальным стабилизатором, часто называют крутящим моментом, который представляет собой измерение силы, умноженной на расстояние от точки вращения. Точка вращения на самолете обычно является центром тяжести, который является воображаемой точкой, в которой самолет может быть поднят и находиться в идеальном равновесии. Вес пассажира, багаж и топливо изменят центр тяжести или CG, и пилоты проводят расчеты, чтобы определить, что их самолет летит в пределах допустимого диапазона CG.

Крутящий момент, создаваемый горизонтальным стабилизатором, возникает от крыла, намного меньшего, чем основные крылья. Это возможно из-за расчета крутящего момента. При желаемом значении силы крыло может быть меньше, поскольку оно находится дальше от центра тяжести. По этой причине почти все самолеты имеют длинный хвост с горизонтальными и вертикальными стабилизаторами на дальнем конце.

Когда угол атаки становится слишком большим, воздух больше не будет плавно проходить через верх и низ крыла. Возникает турбулентность, воздух больше не течет вдоль крыла, а крыло не создает подъемной силы. Это известно как аэродинамический свал, и самолет больше не может поддерживать ровный полет. Линейка CG тщательно разработана и протестирована производителями, поэтому при падении нос самолета опускается. Это позволяет самолету набирать скорость и восстанавливать воздушный поток через крылья и хвост и вызывается расчетным моментом качания самолета.

Если пилот по ошибке добавляет слишком большой вес к задней части перед полетом, самолет может не оправиться от сваливания. Горизонтальный стабилизатор не может развить достаточную тягу, чтобы преодолеть лишний вес и опустить нос. Это известно как состояние CG в кормовой или задней части и очень опасно, если пилот не исправляет его.

Крутящий момент также может изменяться от аэродинамических эффектов, возникающих вблизи земли, которые называются эффектом земли. Эффект грунта вызван изменениями в способе движения воздуха над и под крыльями и влияет на момент подъема и качки. Это может вызвать опускание носа перед посадкой и привести к несчастным случаям, если пилот этого не понимает.