Что такое боковая, продольная и курсовая устойчивость? [дубликат]

Ответ здесь можно найти в Справочнике пилотов по авиационным знаниям (и, возможно, в другом месте) и выглядит следующим образом:

Продольная ось самолета представляет собой более или менее прямую линию, проходящую через носовой обтекатель самолета или ступицу опоры и конечную точку фюзеляжа (центр тяжести самолета обычно также располагается вдоль или чуть выше/ниже этой линии). Это ось, вокруг которой катится самолет, управляемый элеронами. Боковая ось параллельна крыльям и проходит через центр тяжести самолета. Это ось, вокруг которой качается самолет, управляемый рулями высоты. Наконец, вертикальная ось является «нормальной» (перпендикулярной во всех направлениях) геометрической плоскости, образованной продольной и поперечной осями, параллельной основному вектору подъемной силы самолета и (в горизонтальном полете) вектору его веса. Это ось, вокруг которой самолет рыскает, управляемый рулем направления.

Как упоминалось выше, вращение вокруг любой оси — это работа одного связанного набора управляющих поверхностей. Стабильность по той же оси, грубо определяемая как удержание этой линии, проходящей через ваш самолет, направленной в одном и том же направлении, является совместной работой двух других поверхностей, но в первую очередь той, которая будет перемещать конечные точки этой оси вверх или вниз относительно самолет. Так, рули высоты обеспечивают боковое вращение для достижения продольной устойчивости, а элероны наоборот.

Он немного отличается для вертикальной оси, как будто ваш самолет стабилен как в продольном, так и в поперечном направлении, он также «вертикально устойчив», однако самолет стабилен в продольном и поперечном направлениях, но полностью неуправляем в «плоском штопоре». Таким образом, устойчивость по вертикальной оси является вторичной по отношению к «направленной устойчивости», которая удерживает продольную ось в определенном направлении вдоль геометрической плоскости, образованной поперечной и продольной осями. В этом случае руль направления одновременно контролирует рыскание и обеспечивает курсовую устойчивость.

Помимо управляющих поверхностей, для устойчивости важны вес и особенно центр тяжести самолета. В идеале большинство небольших самолетов наиболее устойчивы в горизонтальном полете, когда центр тяжести самолета находится точно на осевой линии самолета (между кончиком носа и кончиком хвоста) и немного впереди центра подъемной силы самолета (что зависит от угла атаки крыла, но обычно близка к самой толстой точке поперечного сечения крыла). В этой конфигурации, пока самолет движется вперед в обычном режиме, нисходящая струя от крыльев течет через верхнюю часть горизонтального стабилизатора, удерживая нос на одном уровне. В сваливании конфигурация с небольшим утяжелением носа вместе со стабилизаторами в задней части заставит нос мягко указывать вниз, восстанавливая нормальный поток воздуха и позволяя пилоту восстановиться.

Если ЦТ сдвинута слишком далеко вперед, пилоту потребуется увеличить тангаж или дифферент, чтобы удержать нос на одном уровне. Это уменьшит количество хода, которое он будет иметь для подъема по тангажу, а в сваливании самолет резко опустится, и руль высоты может дать пилоту недостаточное усилие для выхода из пикирования.

Если ЦТ находится слишком далеко от кормы, самолет будет постоянно стремиться задирать нос, и пилоту придется применять руль высоты или триммер вниз. В сваливании самолет с задней ЦТ не будет опускаться, что не позволит пилоту восстановить нормальный обдув крыльев воздушным потоком. Это особенно опасно при нескоординированном стойле, известном как вращение; задний центр тяжести в сочетании с прямой тягой двигателя "стабилизирует" самолет в штопоре и сделает невозможным восстановление.

Если центр тяжести смещен от осевой линии самолета, самолет будет склонен к крену в сторону более тяжелой стороны. Это компенсируется элеронами или триммером элеронов, и для большинства повседневных полетов это компенсировать проще всего, но это может вызвать непривычное поведение по крену и склонность к спуску по спирали, о чем пилот должен знать и исправлять.

Боковая устойчивость - это устойчивость к крену: тенденция самолета уменьшать его качку и возвращаться в вертикальное положение, если его постоянно не поддерживать в этом положении, например, с помощью элеронов. ( Обычно это только частичное .)

Продольная устойчивость - это устойчивость по тангажу: тенденция самолета уменьшать тангаж и возвращаться в горизонтальное положение (по крайней мере, относительно направления движения), если ему не противодействуют, например, рули высоты.

Направленная устойчивость (также известная как вертикальная устойчивость) - это устойчивость по рысканию: тенденция самолета уменьшать свое рыскание и возвращаться в прямолинейное положение (по крайней мере, относительно направления, в котором он движется), если ему не противодействует, например, руль направления.

Все это необходимо, чтобы избежать необходимости постоянно вносить крошечные точные настройки во все элементы управления.