Здравствуйтё, Виктор! Вы задали очень интересные вопросы ответ, на которые потребовал большой доли сосредоточенности (я тоже не специалист). Прошу прощения, что заставил долго ждать. 14 августа я уже был в Жуковском и принимал участие в сборке ЮАН-1. По возвращении не имел доступа к Интернету в связи с перепланировкой дома, которую затеяли мои дети во время моего отсутствия.
Прежде хочу сказать, что мои ответы не являются окончательными или неоспариваемыми, т.к. многое ещё требует осмысления.
Самоориентирующийся флюгер - относится к пассивным системам, т.е. использует энергию порывов потока, чтобы сменить угловое положение.
В данном случае трудно определить грань между пассивным и активным подруливанием. Пожалуй, уместным будет сравнить работу ФПГО с системой электронного управления некоторых современных истребителей. В них находится небольшой датчик в виде флюгера, который постоянно считывает данные о положении ЛА, а «мозги» отклоняют рули на необходимый угол для соблюдения положения, задаваемого пилотом, что позволяет искусственно стабилизировать статически неустойчивый ЛА. Другим примером может служить самолет братьев Райт, который приходилось постоянно контролировать. Оба эти случая можно отнести к активным системам обеспечения устойчивости с различием устройств – в первом электроника, во втором навыки пилота. В работе ФПГО мы наблюдаем нечто подобное. Например, если аппарат увеличил угол атаки к потоку, то ФПГО осталось под прежним углом к потоку, что эквивалентно отклонению ПГО вниз в первых двух случаях, но без участия электроники или пилота. Обратный процесс – отклонение ФПГО вверх, происходит при уменьшении угла атаки (тангажа). Таким образом, действия пилота в канале тангажа направлены только на выбор угла атаки или режима полёта ЛА, а ФПГО будет неукоснительно его соблюдать. Поэтому, видимо, по характеру работы ФПГО можно отнести к активной, а по конструктивному исполнению к пассивной системе стабилизации. Я не могу с полной уверенностью отождествлять ФПГО с электронными системами устойчивости, т.к. последние относятся к военной технике (закрытые темы) и, вероятно, в каждом конкретном случае имеют существенные отличительные особенности в настройке, но общая направленность действий этих систем, надо полагать, во многом совпадают с работой ФПГО.
Сравнение кажется основано действительно на сходстве явлений. Но каким термином можно бы назвать явление, о котором речь?
Я являюсь пилотом- любителем мотодельтаплана и мне приходилось летать в условиях достаточно высокой турбулентности при химработах, когда боковая стойка трапеции слегка достала мою каску. Именно за счёт наличия шарнирной подвески крыло до определённых пределов может быстро реагировать на турбулентность благодаря меньшей инерционности (только крыло, а не весь аппарат) и при этом существенно снизить воздействие на пилотский модуль. Но в данной системе отдельно взятый пилотский модуль практически не подвержен воздействию турбулентности и, являясь маятником, адекватно реагирует на степень отклонения его опоры (шарнира) в процессе полёта. Когда же свобода этого маятника оказывается ограниченной в канале тангажа и начинаются опасные проблемы в этой системе (АОН 2006, № 4, 6, 9). Ещё одним интересным и похожим ЛА является беспилотник «Скорпион» http://www.airwar.ru/enc/bpla/scorpion.html где крыло имеет независимые шарнирные консоли с возможностью вращения без ограничений и отсутствует маятник, что позволяет испытывать минимальное воздействие очень высокой турбулентности по крену и тангажу. У «флюгерной утки» фюзеляж имеет жёсткую связь с основным несущим крылом и, естественно, будет испытывать воздействие турбулентности в большой степени и по крену и по тангажу. В последнем случае возможность ФПГО отклониться в нужную сторону лишь улучшит, если позволите так назвать, адаптивность к турбулентности. Уровень этой адаптивности, видимо будет зависеть от многих параметров, данные которых можно получить только на основе множества экспериментов. Являясь независимыми авторами, мы с Алексеем Юрконенко немного по разному подошли и к решению некоторых вопросов. В моём случае внимание уделено механизации ФПГО, а Алексей сконцентрировался на вопросе адаптивности к турбулентности, где необходима быстрая реакция ФПГО к постоянно меняющимся условиям. Положительный конечный результат достижения этой цели позволит добавить ещё одно важное достоинство этой схеме.
Мне помнится предостережение квалифицированного человека (спеца по теории автоматического регулирования), что НЕ БЫВАЕТ одновременного роста И устойчивости И управляемости.В этом контексте хорошо бы понять, где кроется заблуждение об идеальности флюгерной схемы, которая, как я Вас понимаю, на Ваш взгляд обеспечивает И повышение самоустойчивости ЛА И повышение маневренности.
Для ответа на этот вопрос, видимо следует обратиться к бесконечным величинам. Например, если площадь несущей поверхности ФПГО составляет величину близкую 0, то мы получаем изолированное крыло без средств стабилизации. На сегодня экспериментально достигнутая предельная минимальная площадь ФПГО при которой модель сохраняет устойчивость составляет приблизительно 11-12% от общей суммы несущих поверхностей Sкр. + Sфпго. Если принять эту величину как критическую, то в этой ситуации ЛА будет иметь нулевой диапазон центровок (задних) и минимальную площадь отклоняемой поверхности (несущей поверхности ФПГО), т.е. минимальную маневренность. С ростом площади ФПГО растёт площадь отклоняемой поверхности, следовательно, маневренность и запас устойчивости, который выражается в росте диапазона центровок. (Ведь достаточная устойчивость уже обеспечена минимальной площадью ФПГО. Поэтому и было уточнение). Таким образом, главным компромиссом этой схемы становится оптимальная площадь ФПГО обеспечивающая достаточный диапазон центровок при минимальной интерференции.
Выше было рассмотрено отношение маневренности и устойчивости. Что же касается устойчивости и управляемости, то здесь все каноны остаются в силе, т.к. в системе всегда присутствует «классика» или любая другая балансировочная схема подчиняющаяся «правилу продольного V» в конструкции ФПГО и никаких противоречий нет. Это комбинированная схема, в которой одна пара поверхностей - несущая поверхность ФПГО и её триммер (или флюгер, серворуль) работает по общеизвестным законам, а другая пара – крыло и несущая поверхность ФПГО по другим законам. Просто действие известных законов распространяется на гораздо меньшую величину Sфпго + Sтрим и общая управляемость этой схемы в сравнении с «классикой» выше ориентировочно в пропорции соотношения площади крыла и площади ФПГО, если в критерии оценки учитывать отклонение только триммера, а не всего ФПГО. Кроме того, положительный прирост Су ФПГО в сторону маневра снижает потери на маневрирование.
Не знаю, достаточно ли точны и понятны мои ответы, но с удовольствием попытаюсь ответить на подобные.
В заключение разрешите сказать несколько слов о МАКСе. Я не могу дать объективную оценку этому уже второму событию в моей жизни, но на сегодня оно самое счастливое для меня, т.к. я присутствовал на нем в качестве соучастника представляющего «флюгерную утку», которой отдано немало времени. Кроме того, я очно познакомился с Алексеем Юрконенко, Александром Третьяковым и Владимиром Лапиным – людьми, приложившими максимум усилий в освоении этой схемы. И, конечно же, хочу публично выразить свою глубокую благодарность Алексею за предоставленную возможность и помощь в приезде. Так же хочу сердечно поблагодарить Сергея Анатольевича Арасланова за публикацию статьи «Философский камень», № 7, Журнал АОН, который распространялся на выставке. Воспринимаю это как значимую поддержку в наших начинаниях. (Кстати, эта статья помогла мне в критической ситуации по возвращении при прохождении таможни, когда на последний из вопросов: «Что везёте?», «Где декларация?» и «Где командировочное удостоверение?» мне ничего не оставалось, как показать анонс статьи с моим именем, фотографии модели и бейджик участника. После доказательств наличия лишь научной ценности в моём багаже, указаний которым, как я понял, не существует, я беспрепятственно продолжил путь).
В один из дней к нам подошёл посетитель и сказал, что в 7ом году он построил кордовую модель экраноплана с ФПГО. К сожалению, я ещё не связался с ним, но обязательно в ближайшее время обращусь с просьбой выступить на этой ветке.
Пожалуй, самым большим достижением нашего участия является то, что многие специалисты проявили не праздный, а живой, конструктивный интерес.
