При отклонении элеронов возникают аэродинамические моменты крена и рыскания. Появление момента крена обусловлено неодинаковым изменением подъемных сил, а возникновение момента рыскания — различным изменением сил лобового сопротивления на правом и левом полукрыльях. Отклонения элеронов вверх и вниз по-разному изменяют лобовое сопротивление. Это различие существенно зависит от угла атаки самолета. Аэродинамический момент крена, возникающий при отклонении элеронов по штопору, усиливает вращение самолета относительно его продольной оси, а при отклонении против штопора препятствует этому вращению. В большинстве же случаев отклонение элеронов в штопоре и на выводе из него весьма существенно влияет на характер режима (объясняется это главным образом изменением угла скольжения под действием элеронов). У сверхзвуковых самолетов влияние отклонения элеронов на штопор заметно возросло по сравнению с дозвуковыми самолетами.
У сверхзвуковых самолетов, имеющих, как правило, крылья малого удлинения, при отклонении элеронов по штопору нормальный штопор становится менее устойчивым, уменьшаются абсолютные величины средних угловых скоростей, увеличиваются колебания (особенно продольные и поперечные) и неравномерность вращения самолета, может непроизвольно изменяться направление вращения, периодически прекращаться вращение, возникать кренение в сторону, противоположную вращению, и т. п. Отклонение элеронов против штопора делает нормальный штопор обычно более устойчивым и равномерным, протекающим с меньшими колебаниями самолета и в некоторых случаях при больших средних углах атаки. Иногда такое отклонение элеронов вызывает переход самолета из нормального в перевернутый штопор. В отдельных случаях его влияние на характер штопора бывает весьма слабым или практически вообще не сказывается.
Отклонение элеронов может весьма существенно влиять также и на характеристики перевернутого штопора. У сверхзвуковых самолетов отклонение элеронов по штопору в перевернутом штопоре обычно приводит к увеличению неравномерности движения и колебаний самолета, уменьшению устойчивости его движения в режиме, к остановкам или изменению направления вращения самолета, а иногда и к переходу самолета из перевернутого в нормальный штопор. Отклонение элеронов против штопора в перевернутом штопоре, как правило, вызывает уменьшение колебаний и неравномерности вращения самолета, переход на меньшие (по абсолютной величине) средние углы атаки, т. е. опускание носа самолета при положении «на спине». Последнее иногда может приводить к переходу самолета в нормальный штопор. Отклонение элеронов по штопору при вводе самолета из положения «на спине» в левый перевернутый штопор привело к переходу самолета в левый нормальный штопор. Последний протекал при отклоненных по перевернутому штопору рулях. Отклонение элеронов против штопора в левом перевернутом штопоре привело к тому, что самолет опустил нос (уменьшил отрицательный угол атаки) и стал вращаться практически в вертикальном положении с большой угловой скоростью крена.
В приведенных примерах отклонение элеронов в штопоре является ошибкой пилотирования. Эта ошибка усложняет вывод самолета из штопора. Изложенное выше говорит о том, что на характер нормального и перевернутого штопоров в основном влияет величина угла отклонения элеронов. Время же начала их отклонения в штопоре практически здесь роли не играет. На протекании левого и правого штопоров отклонение элеронов в режиме сказывается практически одинаково. С увеличением высоты влияние отклонения элеронов на штопор заметно усиливается. На больших высотах отклонение элеронов по штопору в нормальном штопоре вызывает увеличение колебаний, неравномерности вращения самолета, усиление тенденции к изменению направления вращения и т. д. Иногда их отклонение в штопоре приводит к тому, что самолет некоторое время «идет за элеронами» (т. е. действие их оказывается прямым — как в эксплуатационных режимах полета), что еще более усиливает неравномерность режима и тенденцию к переходу в штопор другого направления или даже в перевернутый штопор. Последнее объясняется выходами самолета на докритические углы атаки, при которых восстанавливается прямое действие элеронов.
Пример влияния отклонения элеронов по штопору на характеристики левого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. При t~8 с самолет «пошел за элеронами». Затем начался левый неустойчивый штопор, протекавший в виде падения листом по спиралеобразной траектории с большими колебаниями самолета. При 20 с самолет самопроизвольно перешел в правый нормальный штопор, сопровождавшийся еще большими продольными и поперечными колебаниями. Постановка элеронов в исходное балансировочное положение (при 39 с) вызвала переход самолета снова в левый нормальный штопор, который также протекал в виде падения листом. Влияние отклонения элеронов против штопора на характеристики левого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. Такое отклонение элеронов привело к появлению сравнительно равномерного устойчивого штопора. Это говорит о том, что на штопор сильнее влияет отклонение элеронов по штопору, чем против штопора.
Влияние отклонения элеронов на характеристики правого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. Отклонение элеронов по штопору привело к появлению неустойчивого штопора, протекавшего в виде падения листом по спиралеобразной траектории с очень большими колебаниями самолета. При этом временами углы крена достигали 180°, т. е. самолет оказывался в положении «на спине». Отклонение же элеронов против штопора, привело к тому, что самолет вначале «пошел за элеронами» (при 25 с), затем опустил нос и перевернулся «на спину» — вошел в перевернутый штопор при отклоненных по нормальному штопору рулях. Перевернутый штопор продолжался около 4 с (28-32 с). С постановкой элеронов и руля направления в нейтральное положение самолет снова попал в правый нормальный штопор. После этого руль направления опять был отклонен по штопору, а элероны — против штопора. В результате повторилось описанное выше самолет перешел из нормального в перевернутый штопор (при 42 с).
На самолетах с безбустерным ножным (путевым) управлением отклонение элеронов в штопоре может приводить к значительным изменениям усилий на педалях (в результате изменения величины и знака угла скольжения), Эти изменения имеют характер пульсаций с большими и резкими периодическими изменениями шарнирного момента руля направления. Последнее обусловлено изменениями характера срыва потока с вертикальней) оперения. Из сказанного видно, что действие элеронов при штопоре сверхзвукового самолета проявляется весьма разнообразно и обычно довольно сильно. Учитывая это, летчик должен всегда (особенно на больших высотах) стремиться по возможности удерживать элероны в штопоре и при выводе из него (кроме случая вывода методом № 4Н, о чем будет оказано ниже) в исходном балансировочном положении (при небольших дозвуковых скоростях полета это положение бывает весьма близко к нейтральному).
У сверхзвуковых самолетов, имеющих, как правило, крылья малого удлинения, при отклонении элеронов по штопору нормальный штопор становится менее устойчивым, уменьшаются абсолютные величины средних угловых скоростей, увеличиваются колебания (особенно продольные и поперечные) и неравномерность вращения самолета, может непроизвольно изменяться направление вращения, периодически прекращаться вращение, возникать кренение в сторону, противоположную вращению, и т. п. Отклонение элеронов против штопора делает нормальный штопор обычно более устойчивым и равномерным, протекающим с меньшими колебаниями самолета и в некоторых случаях при больших средних углах атаки. Иногда такое отклонение элеронов вызывает переход самолета из нормального в перевернутый штопор. В отдельных случаях его влияние на характер штопора бывает весьма слабым или практически вообще не сказывается.
Отклонение элеронов может весьма существенно влиять также и на характеристики перевернутого штопора. У сверхзвуковых самолетов отклонение элеронов по штопору в перевернутом штопоре обычно приводит к увеличению неравномерности движения и колебаний самолета, уменьшению устойчивости его движения в режиме, к остановкам или изменению направления вращения самолета, а иногда и к переходу самолета из перевернутого в нормальный штопор. Отклонение элеронов против штопора в перевернутом штопоре, как правило, вызывает уменьшение колебаний и неравномерности вращения самолета, переход на меньшие (по абсолютной величине) средние углы атаки, т. е. опускание носа самолета при положении «на спине». Последнее иногда может приводить к переходу самолета в нормальный штопор. Отклонение элеронов по штопору при вводе самолета из положения «на спине» в левый перевернутый штопор привело к переходу самолета в левый нормальный штопор. Последний протекал при отклоненных по перевернутому штопору рулях. Отклонение элеронов против штопора в левом перевернутом штопоре привело к тому, что самолет опустил нос (уменьшил отрицательный угол атаки) и стал вращаться практически в вертикальном положении с большой угловой скоростью крена.
В приведенных примерах отклонение элеронов в штопоре является ошибкой пилотирования. Эта ошибка усложняет вывод самолета из штопора. Изложенное выше говорит о том, что на характер нормального и перевернутого штопоров в основном влияет величина угла отклонения элеронов. Время же начала их отклонения в штопоре практически здесь роли не играет. На протекании левого и правого штопоров отклонение элеронов в режиме сказывается практически одинаково. С увеличением высоты влияние отклонения элеронов на штопор заметно усиливается. На больших высотах отклонение элеронов по штопору в нормальном штопоре вызывает увеличение колебаний, неравномерности вращения самолета, усиление тенденции к изменению направления вращения и т. д. Иногда их отклонение в штопоре приводит к тому, что самолет некоторое время «идет за элеронами» (т. е. действие их оказывается прямым — как в эксплуатационных режимах полета), что еще более усиливает неравномерность режима и тенденцию к переходу в штопор другого направления или даже в перевернутый штопор. Последнее объясняется выходами самолета на докритические углы атаки, при которых восстанавливается прямое действие элеронов.
Пример влияния отклонения элеронов по штопору на характеристики левого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. При t~8 с самолет «пошел за элеронами». Затем начался левый неустойчивый штопор, протекавший в виде падения листом по спиралеобразной траектории с большими колебаниями самолета. При 20 с самолет самопроизвольно перешел в правый нормальный штопор, сопровождавшийся еще большими продольными и поперечными колебаниями. Постановка элеронов в исходное балансировочное положение (при 39 с) вызвала переход самолета снова в левый нормальный штопор, который также протекал в виде падения листом. Влияние отклонения элеронов против штопора на характеристики левого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. Такое отклонение элеронов привело к появлению сравнительно равномерного устойчивого штопора. Это говорит о том, что на штопор сильнее влияет отклонение элеронов по штопору, чем против штопора.
Влияние отклонения элеронов на характеристики правого нормального штопора, начавшегося на высоте 18,5 км. Отклонение элеронов по штопору привело к появлению неустойчивого штопора, протекавшего в виде падения листом по спиралеобразной траектории с очень большими колебаниями самолета. При этом временами углы крена достигали 180°, т. е. самолет оказывался в положении «на спине». Отклонение же элеронов против штопора, привело к тому, что самолет вначале «пошел за элеронами» (при 25 с), затем опустил нос и перевернулся «на спину» — вошел в перевернутый штопор при отклоненных по нормальному штопору рулях. Перевернутый штопор продолжался около 4 с (28-32 с). С постановкой элеронов и руля направления в нейтральное положение самолет снова попал в правый нормальный штопор. После этого руль направления опять был отклонен по штопору, а элероны — против штопора. В результате повторилось описанное выше самолет перешел из нормального в перевернутый штопор (при 42 с).
На самолетах с безбустерным ножным (путевым) управлением отклонение элеронов в штопоре может приводить к значительным изменениям усилий на педалях (в результате изменения величины и знака угла скольжения), Эти изменения имеют характер пульсаций с большими и резкими периодическими изменениями шарнирного момента руля направления. Последнее обусловлено изменениями характера срыва потока с вертикальней) оперения. Из сказанного видно, что действие элеронов при штопоре сверхзвукового самолета проявляется весьма разнообразно и обычно довольно сильно. Учитывая это, летчик должен всегда (особенно на больших высотах) стремиться по возможности удерживать элероны в штопоре и при выводе из него (кроме случая вывода методом № 4Н, о чем будет оказано ниже) в исходном балансировочном положении (при небольших дозвуковых скоростях полета это положение бывает весьма близко к нейтральному).