Дисциплина изучается в 7 и 8 семестрах.
Объем курса:
7 семестр - 34 часа лекций и 16 часов лабораторных работ; теоретический зачет.
8 семестр - 32 часа лекций и 16 часов лабораторных работ, курсовая работа; экзамен.
Лектор - доцент Захарченко В.Ф.

Цель дисциплины:

- получение студентами знаний и практических навыков в области расчета летных характеристик, траекторий, устойчивости и управляемости ЛА, необходимых для студентов специальности 0722.

Содержание дисциплины:

Часть I. Летные характеристики и траектории полета ЛА.
(7-й семестр)

1. Системы координат (СК), используемые при решении задач динамики полета:
Системы координат, связанные с Землей (геоцентрическая инерциальная СК, геоцентрическая экваториальная вращающаяся СК, стартовая СК). Системы координат, связанные с ЛА (связанная СК, скоростная СК, траекторная СК, нормальная СК). Взаимная угловая ориентация осей координат, геометрические соотношения между углами.

2. Уравнения движения ЛА: Основные допущения, используемые при выводе уравнений движения ЛА. Принцип затвердевания. Кинематические и динамические уравнения поступательного движения центра масс ЛА. Динамические уравнения движения ЛА вокруг центра масс. Динамические уравнения движения ЛА в перегрузках.

3. Исходные данные для расчета летных характеристик и траекторий ЛА: Условия полета, стандартная атмосфера. Аэродинамические характеристики ЛА. Характеристики авиационных двигателей. Ограничения допустимых режимов полета.

4. Установившийся горизонтальный полет: Расчет летных характеристик методом тяг Н.Е. Жуковского. Диаграмма потребных и располагаемых тяг. Характерные режимы горизонтального установившегося полета. Первые и вторые режимы полета. Область высот и скоростей установившегося горизонтального полета.

5. Установившийся набор высоты: Расчет скороподъемности ЛА с использованием точного и приближенного метода тяг. Барограмма набора высоты, наивыгоднейшие скоростные режимы набора высоты. Теоретический и практический потолок ЛА. Установившееся снижение и планирование ЛА. Дальность планирования.

6. Неустановившиеся квазипрямолинейные режимы полета: Неустановившийся набор высоты. Энергетическая высота и энергетическая скороподъемность ЛА. Истинная скороподъемность. Неустановившееся снижение. Динамические режимы полета.

7. Маневренные характеристики ЛА: Общие показатели маневренности. Располагаемая перегрузка и изменение уровня энергии при маневре. Перегрузочная поляра. Характерные маневры в вертикальной плоскости. Пикирование и горка. Петля Нестерова. Маневрирование ЛА в горизонтальной плоскости. Установившийся и неустановившийся вираж. Пространственное маневрирование ЛА.

8. Дальность и продолжительность полета: Радиус действия ЛА. Затраты топлива и времени на крейсерском (маршевом) режиме полета, оптимальные режимы маршевого полета. Затраты топлива и времени на режимах набора высоты и снижения. Минимизация полных затрат топлива в полете. Дальность полета и радиус действия ЛА. Диаграмма транспортных возможностей.

9. Взлетно-посадочные характеристики ЛА: Длина разбега при взлете, рациональная программа разбега. Воздушный участок взлета. Длина взлетной дистанции. Прерванный и продолженный взлет. Сбалансированная длина ВПП. Посадка ЛА. Воздушный участок. Длина пробега при посадке.

Часть II. Устойчивость и управляемость ЛА.
(8-й семестр)

10. Основные понятия устойчивости и управляемости ЛА: Статическая устойчивость и управляемость. Органы управления ЛА. Шарнирные моменты органов управления. Типовые структурные схемы системы управления ЛА.

11. Аэродинамический момент тангажа ЛА: Аэродинамический момент тангажа ЛА в установившемся прямолинейном полете. Момент тангажа ЛА без горизонтального оперения. Аэродинамический фокус ЛА по углу атаки. Момент тангажа горизонтального оперения при нейтральном положении руля высоты. Аэродинамические управляющие моменты. Влияние числа М (сжимаемости воздуха) на аэродинамический момент тангажа ЛА.
Аэродинамический момент тангажа ЛА в криволинейном неустановившемся полете. Демпфирующий момент тангажа ЛА. Момент тангажа, вызванный запаздыванием скоса потока за крылом ЛА.

12. Боковые аэродинамические силы и моменты ЛА: Боковые силы и моменты в прямолинейном установившемся полете со скольжением. Боковая аэродинамическая сила. Аэродинамический момент крена ЛА при нейтральном положении рулей. Момент крена вертикального оперения. Момент крена от интерференции крыла и фюзеляжа. Аэродинамический момент рыскания ЛА при нейтральном положении рулей. Моменты рыскания, создаваемые фюзеляжем, вертикальным оперением, гондолами двигателей. Боковые управляющие силы и моменты. Дополнительные боковые моменты в криволинейном движении ЛА.

13. Статическая устойчивость, балансировка и управляемость ЛА в продольном движении: Продольная статическая устойчивость при фиксированном руле высоты. Продольная статическая устойчивость при фиксированном рычаге управления. Продольная статическая устойчивость при освобожденном управлении. Балансировка ЛА в установившемся горизонтальном полете. Потери на балансировку, балансировочная поляра. Балансировка ЛА в установившемся криволинейном полете. Характеристики статической управляемости ЛА. Особенности продольной балансировки на больших углах атаки, на режимах взлета и посадки. Ограничения допустимых центровок ЛА. Нейтральная, предельно передняя, предельно задняя центровки. Требования к параметрам горизонтального оперения.

14. Статическая устойчивость, балансировка и управляемость ЛА в боковом движении: Статическая устойчивость ЛА в боковом движении. Путевая и поперечная устойчивость. Балансировка ЛА в установившемся прямолинейном полете со скольжением. Балансировка ЛА в установившемся криволинейном полете. Характеристики боковой статической управляемости.
Требования к параметрам вертикального оперения. Требования к поперечной статической устойчивости и управляемости ЛА.

15. Уравнения возмущенного движения ЛА и методы их исследования: Линеаризация уравнений возмущенного движения. Разделение уравнений возмущенного движения. Уравнения продольного и бокового движения. Исследование управляемого движения ЛА с помощью передаточных функций.

16. Динамика продольного возмущенного движения ЛА: Собственное продольное возмущенное движение. Условия устойчивости опорного движения. Собственное продольное короткопериодическое движение ЛА, условия устойчивости опорного движения. Собственное продольное длиннопериодическое движение ЛА, условия устойчивости опорного движения. Реакция ЛА на ступенчатое отклонение руля высоты в короткопериодическом движении, характеристики переходных процессов. Улучшение характеристик продольной устойчивости и управляемости ЛА средствами автоматики.

17. Динамика бокового возмущенного движения ЛА: Уравнения и структура бокового возмущенного движения. Устойчивость ЛА в боковом движении. Приближенный анализ быстрого бокового движения. Реакция ЛА на отклонение элеронов. Реакция ЛА на отклонение руля направления. Улучшение характеристик устойчивости и управляемости ЛА с помощью средств автоматики.

18. Критические режимы движения ЛА. Сваливание ЛА. Штопор. Аэроинерционное самовращение. Неуправляемое движение крена при реверсе элеронов.

Лабораторные работы.

Часть I. (7-й семестр)

1. Расчет высот и скоростей установившегося горизонтального полета.
2. Расчет характеристик скороподъемности самолета.
3. Исследование маневренных характеристик самолета.
4. Расчет характеристик продолжительности и дальности крейсерского полета самолета.

Часть II. (8-й семестр)

1. Исследование продольной балансировки самолета в горизонтальном полете.
2. Исследование характеристик продольной устойчивости и управляемости самолета.
3. Исследование боковой устойчивости самолета.
4. Исследование боковой управляемости самолета.

Курсовая работа.

Курсовая работа, выполняемая в 8-м семестре, включает следующие разделы:
- исходные данные;
- определение области допустимых высот и скоростей установившегося горизонтального полета;
- расчет общих показателей маневренности;
- расчет траекторий полета самолетов;
- расчет взлетно-посадочных характеристик;
- определение диапазона допустимых центровок;
- расчет характеристик продольной статической устойчивости;
- расчет характеристик продольной управляемости самолета.