ДИНА́МИКА ПОЛЁТА

ДИНА́МИКА ПОЛЁТА, при­клад­ная на­уч. дис­ци­п­ли­на, изу­чаю­щая за­ко­ны и осо­бен­но­сти по­лё­та ле­тат. ап­па­ра­тов (ЛА). Д. п. изу­ча­ет тра­ек­то­рии ЛА, ме­то­ды их рас­чё­та, ха­рак­те­ри­сти­ки ус­той­чи­во­сти и управ­ляе­мо­сти. Под тра­ек­то­ри­ей по­лё­та ЛА по­ни­ма­ют гео­мет­рич. ме­сто то­чек в про­стран­ст­ве, ко­то­рое за­ни­ма­ет центр масс ЛА в про­цес­се его дви­же­ния. В за­да­чах рас­чё­та тра­ек­то­рий (тра­ек­тор­но­го дви­же­ния) ЛА рас­смат­ри­ва­ет­ся как ма­те­ри­аль­ная точ­ка с мас­сой, рав­ной мас­се ЛА, ко­то­рая дви­жет­ся под дей­ст­ви­ем внеш­них сил. Та­кая идеа­ли­за­ция – след­ст­вие ги­по­те­зы, что все си­лы, оп­ре­де­ляю­щие дви­же­ние ЛА как ма­те­ри­аль­ной точ­ки, из­ме­ня­ют­ся мгно­вен­но. Це­лью рас­чё­та тра­ек­тор­но­го дви­же­ния яв­ля­ет­ся ре­ше­ние двух осн. за­дач: рас­чёт тра­ек­то­рий по­лё­та ЛА при дей­ст­вии за­дан­ных сил; рас­чёт сил, дей­ст­вую­щих на ЛА при его дви­же­нии по за­дан­ной тра­ек­то­рии по­лё­та (об­рат­ная за­да­ча Д. п.).

Ре­зуль­та­том рас­чё­та тра­ек­то­рий яв­ля­ют­ся их ха­рак­те­ри­сти­ки для разл. ре­жи­мов по­лё­та: взлёт­но-по­са­доч­ные и крей­сер­ские; ма­нев­ри­ро­ва­ние; на­ве­де­ние в за­дан­ную точ­ку про­стран­ст­ва; старт ав­то­ма­тич. ЛА и др. Осо­бен­но­сти рас­чё­та тра­ек­то­рий оп­ре­де­ля­ют­ся ус­ло­вия­ми ре­жи­ма по­лё­та (напр., по­сад­ка на аэ­ро­дром или по­сад­ка на па­лу­бу авиа­нос­ца, на­ве­де­ние в за­дан­ную не­под­виж­ную или под­виж­ную точ­ку про­стран­ст­ва). В об­щем слу­чае ре­жи­мы по­лё­та от­но­сят­ся к не­ус­та­но­вив­шим­ся, на ко­то­рых ме­ня­ют­ся по­ло­же­ние, ско­рость и на­прав­ле­ние дви­же­ния ЛА в про­стран­ст­ве. Ча­ст­ный (но важ­ный) слу­чай дви­же­ния ЛА – его по­лёт на ус­та­но­вив­ших­ся (рав­но­вес­ных) ре­жи­мах, ко­гда ско­рость ЛА при­ни­ма­ет­ся по­сто­ян­ной. Со­во­куп­ность ре­зуль­та­тов тра­ек­тор­ных рас­чё­тов на­зы­ва­ет­ся лёт­но-тех­нич. ха­рак­те­ри­сти­ка­ми (ЛТХ) ЛА, ко­то­рые вклю­ча­ют в се­бя: диа­па­зо­ны рас­по­ла­гае­мых вы­сот и ско­ро­стей по­лё­та, даль­ность, про­дол­жи­тель­ность и ма­нёв­рен­ность, взлёт­но-по­са­доч­ные ха­рак­те­ри­сти­ки и др.

При ис­сле­до­ва­нии ха­рак­те­ри­стик ус­той­чи­во­сти и управ­ляе­мо­сти ЛА пред­по­ла­га­ют, что па­ра­мет­ры тра­ек­тор­но­го дви­же­ния из­вест­ны, а сам ЛА яв­ля­ет­ся твёр­дым или уп­ру­гим те­лом. В этом слу­чае тра­ек­то­рия по­лё­та на­зы­ва­ет­ся опор­ной или про­грамм­ной и рас­счи­ты­ва­ет­ся для сред­них или пре­дель­ных ус­ло­вий по­лё­та. Под дей­ст­ви­ем не­кон­тро­ли­руе­мых фак­то­ров – воз­му­ще­ний (по­ры­вов вет­ра, тур­бу­лент­но­сти и т. д.) ре­аль­ная тра­ек­то­рия по­лё­та от­кло­ня­ет­ся от про­грамм­ной тра­ек­то­рии. Под ус­той­чи­во­стью по­ни­ма­ют спо­соб­ность ЛА са­мо­стоя­тель­но (без вме­ша­тель­ст­ва лёт­чи­ка) воз­вра­щать­ся к ус­ло­ви­ям по­лё­та на опор­ной тра­ек­то­рии, по­сле то­го как ис­чез­нет при­чи­на, вы­звав­шая это от­кло­не­ние от опор­ной тра­ек­то­рии. Под уп­рав­ляе­мо­стью по­ни­ма­ют спо­соб­ность ЛА реа­ги­ро­вать на от­кло­не­ние ор­га­нов уп­рав­ле­ния ЛА лёт­чи­ком или сис­те­мой ав­то­ма­тич. управ­ле­ния.

За­да­ча­ми Д. п. яв­ля­ют­ся обес­пе­че­ние тре­буе­мых нор­ма­ми лёт­ной год­но­сти ха­рак­те­ри­стик ус­той­чи­во­сти и управ­ляе­мо­сти в экс­плуа­тац. ус­ло­ви­ях по­лё­та при про­ек­ти­ро­ва­нии ЛА или до­вод­ки его ха­рак­те­ри­стик в про­цес­се лёт­ных ис­пы­та­ний. Это дос­ти­га­ет­ся со­от­вет­ст­вую­щим вы­бо­ром по­ло­же­ния цен­тра масс, гео­мет­ри­ей не­су­щих и ста­би­ли­зи­рую­щих по­верх­но­стей пла­нё­ра в ЛА (кры­ло, го­ри­зон­таль­ное и вер­ти­каль­ное опе­ре­ние и др.), ру­ле­вых по­верх­но­стей, а так­же ха­рак­те­ри­стик сис­те­мы управ­ле­ния.

Ме­то­ды ис­сле­до­ва­ния, при­ня­тые в Д. п. ЛА, де­лят­ся на тео­ре­ти­че­ские и экс­пе­ри­мен­таль­ные. К тео­ре­ти­че­ским от­но­сят­ся ме­то­ды ис­сле­до­ва­ния ре­ше­ний диф­фе­рен­ци­аль­ных урав­не­ний дви­же­ния ЛА как в тра­ек­тор­ных за­да­чах, так и в за­да­чах ус­той­чи­во­сти и управ­ляе­мо­сти. Ре­ше­ния этих урав­не­ний по­лу­ча­ют ли­бо ана­ли­ти­че­ски, ли­бо чис­лен­но на ком­пью­те­рах. Экс­пе­рим. ме­то­ды вклю­ча­ют в се­бя по­лу­на­тур­ные ис­сле­до­ва­ния на на­зем­ных стен­дах (тре­на­жё­рах) и на­тур­ные лёт­ные экс­пе­ри­мен­ты на ле­таю­щих ла­бо­ра­то­ри­ях. Для об­ра­бот­ки ре­зуль­та­тов по­лу­на­тур­ных и на­тур­ных экс­пе­ри­мен­тов при­ме­ня­ют ме­то­ды иден­ти­фи­ка­ции ди­на­мич. сис­тем.

В ос­но­ве ди­на­ми­ки тра­ек­тор­но­го дви­же­ния ЛА ле­жат ра­бо­ты И. В. Ме­щер­ско­го по ди­на­ми­ке точ­ки пе­ре­мен­ной мас­сы. Боль­шой вклад в раз­ви­тие Д. п. как при­клад­ной на­уч. дис­ци­п­ли­ны в Рос­сии вне­сли Н. Е. Жу­ков­ский, В. П. Вет­чин­кин, В. С. Пыш­нов, И. М. Паш­ков­ский, И. В. Ос­то­слав­ский, Г. С. Бюш­генс, Р. В. Студ­нев; в Гер­ма­нии – В. Кут­та; в Ве­ли­ко­бри­та­нии – Ф. Лан­че­стер и др.