avia.wikisort.org - Конструкция

Голландский шаг — возникающее при полёте самолёта сложное пространственное автоколебание в связанной системе координат, состоящее из противофазной комбинации рысканья (путевых или курсовых колебаний) и раскачивания из стороны в сторону (крена).

Возникновение термина голландский шаг сейчас точно неизвестно, но, вероятно, что это как-то связано с конькобежным спортом — телодвижения спортсмена-конькобежца могут напоминать пространственную раскачку самолёта.

Физика явления

Колебания типа голландский шаг проявляется в результате недостаточной путевой устойчивости и чрезмерной поперечной устойчивости самолёта.

Когда самолёт вращается относительно продольной оси OX, то самопроизвольно возникает скольжение в сторону опускающегося крыла за счёт возникающей боковой составляющей силы тяжести. Это сразу же приводит к возникновению момента поперечной устойчивости, который стремится уменьшить возникший крен. В то же время возникает и момент путевой устойчивости, стремящийся развернуть нос самолёта в сторону возникшего скольжения. Поскольку на многих самолётах путевая устойчивость значительно слабее поперечной, то восстановление скольжения отстаёт по времени от восстановления крена. Самолёт по инерции проскакивает положение без крена и начинает крениться в противоположную сторону. Таким образом, самолёт, без вмешательства лётчика в управление, будет совершать незатухающие колебания по крену и скольжению.

На поперечную устойчивость влияет аэродинамическая компоновка самолёта и в особенности — стреловидность крыла: у выдвинутого вперёд полукрыла (при развороте) увеличится коэффициент подъёмной силы, а у отстающего соответственно уменьшится, так возникнет кренящий момент в сторону, обратную скольжению.

Способы противодействия

Колебаниям типа голландский шаг в большей или меньшей степени подвержены практически все самолёты, но реальная необходимость технического решения проблемы возникла с появлением стреловидного крыла.

На относительно устойчивых самолётах достаточно ввести в канал управления рулём направления контур автоматического парирования разворачивающего момента — это так называемый демпфер рыскания. Чувствительным элементом демпфера рыскания является двухстепенной гироскоп, реагирующий на угловую скорость ω y, относительно нормальной оси ОY, снимаемый с которого электрический сигнал обрабатывается, усиливается и подаётся на рулевую машину автопилота или рулевой агрегат САУ.

На склонных к раскачке или статически неустойчивых самолётах установлены автоматы демпфирования по всем трём каналам (демпферы рыскания, тангажа и крена).

Демпфер рысканья — это полностью автоматическая система, помогающая лётчику. В полёте при работе демпфера и автоматическом отклонении руля никаких перемещений органов управления в кабине экипажа не происходит.

Происшествия

• 3 мая 2013 года, самолёт-заправщик Boeing KC-135 Stratotanker № 63-8877, аэропорт Бишкек, Киргизия. Отказ демпфера рысканья после взлёта. Через 9 мин полёта раскачка по курсу переросла в пространственные автоколебания типа «голландский шаг». Экипаж причины раскачки не определил. При выполнении разворота автоколебания значительно усилились, и на 18 минуте полёта самолёт разрушился из-за нерасчётных перегрузок, экипаж три человека — погиб.

См. также

• Устойчивость и управляемость
• Стреловидность крыла

Примечания

Литература

• Пашковский, И. М. Устойчивость и управляемость самолета — М.: Машиностроение — 328 с.; 1975 г.

Ссылки

• Boeing 727 Yaw Damper

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное. Проставить сноски, внести более точные указания на источники.

На других языках

---

[en] Dutch roll

Dutch roll is a type of aircraft motion consisting of an out-of-phase combination of "tail-wagging" (yaw) and rocking from side to side (roll). This yaw-roll coupling is one of the basic flight dynamic modes (others include phugoid, short period, and spiral divergence). This motion is normally well damped in most light aircraft, though some aircraft with well-damped Dutch roll modes can experience a degradation in damping as airspeed decreases and altitude increases. Dutch roll stability can be artificially increased by the installation of a yaw damper. Wings placed well above the center of gravity, sweepback (swept wings) and dihedral wings tend to increase the roll restoring force, and therefore increase the Dutch roll tendencies; this is why high-winged aircraft often are slightly anhedral, and transport-category swept-wing aircraft are equipped with yaw dampers. A similar phenomenon can happen in a trailer pulled by a car.

---

[fr] Roulis hollandais

Le roulis hollandais en aéronautique est un mouvement oscillatoire en lacet et roulis couplés par roulis induit.

---

- [ru] Голландский шаг

---

---