Stabilitatea avionului

Stabilitatea avionului

Echilibrul in zbor rectiliniu la orizontala

Patru forte principale actioneaza asupra unui avion in zbor : portanta, greutatea, tractiunea si rezistenta la inaintare.

Portanta ( L ) actioneaza prin centrul de presiune ( CP ), care se misca permanent cu fiecare schimbare a unghiului de atac.

Greutatea ( W ) actioneaza vertical descendent prin centul de gravitatie ( CG ), care se muta pe masura ce combustibilul este consumat sau cand se misca o incarcatura sau pasagerii.

Rezistenta la inaintare ( D ) actioneaza pentru a se opune miscarii avionului, de aceea este paralela curentului de aer relativ si in sens opus directiei de zbor. Punctul prin care se poate considera ca actioneaza rezistenta la inaintare totala variaza cu unghiul de atac, viteza avionului, folosirea flapsurilor, trenul de aterizare, etc.

Tractiunea ( T ) actioneaza prin axul elicei, sau linia de centru a unui motor cu reactie. Pentru un avion cu un singur motor, aceasta este singura pozitie constanta prin care actioneaza oricare din cele patru forte.

Pentru ca avionul sa ramana in echilibru in zborul rectiliniu la orizontala, fortele opuse trebuie sa fie egale ca sa se echilibreze, nelasind vreo forta rezultanta sa actioneze asupra avionului.

Portanta se opune greutatii, si acestea doua trebuie sa fie egale.

Tractiunea se opune rezistentei la inaintare, si acestea doua trebuie sa fie egale.

Avionul nu este supus vreunei forte rezultante si continua zborul neaccelerat - miscare constanta in linie dreapta la orizontala.

Exista de obicei o diferenta considerabila intre cele doua perechi de forte, portanta si greutatea fiind mult mai mari ca valoare decat tractiunea si rezistenta la inaintare in zbor normal. Portanta si greutatea pot fi fiecare de cate 2,000 unitati; tractiunea si rezistenta la inaintare fiecare de cate 200 unitati (avind un raport portanta / rezistenta la inaintare de 2,000 / 200 = 10 la 1).

Cand se afla in zbor rectiliniu la orizontala, portanta si greutatea vor scadea treptat pe masura ce greutatea descreste odata cu arderea combustibilului. Tractiunea si rezistenta la inaintare vor depinde considerabil functie de unghiul de atac si de viteza avionului.

Retineti afirmatia pe care am facut-o referitor la tractiune. In timp ce actioneaza de-a lungul axului elicei sau prin centrul motorului cu reactie, la unghiuri de atac ridicate in zborul rectiliniu la orizontala, isi modifica directia putin in sus, putind spune ca ea se indreapta in directia zborului, opunindu-se direct rezistentei la inaintare.

Momentele de inclinare

Pozitia fortei portante care actioneaza prin centrul de presiune ( CP ) si a fortei de greutate care actioneaza prin centrul de gravitatie ( CG ) nu sunt constante in timpul zborului. In majoritatea cazurilor pe timpul zborului CP si CG nu coincid, adica nu se afla in acelasi punct. CG se va misca pe masura ce pasagerii sau echipajul se misca si pe masura ce combustibilul este consumat. CP isi schimba pozitia in functie de unghiul de atac si de viteza avionului.

Rezultatul este acela ca fortele opuse, de portanta si greutate, desi sunt egale ca valoare si sunt in echilibru, vor genera un cuplu, dind nastere unui moment de picaj daca portanta ( CP ) se afla in spatele greutatii ( CG ), sau un moment de cabraj daca CP se afla in fata CG.

Diferitele directii de actiune ale fortei de tractiune si ale fortei de rezistenta la inaintare produc un alt cuplu, generind un moment de cabraj daca directia rezistenei la inaintare se afla deasupra directiei tractiunii, sau un moment de picaj daca directia rezistentei la inaintare se afla sub directia tractiunii.

In mod ideal, momentele de picaj si cabraj de la cele doua cupluri ar trebui sa se neutralizeze reciproc in zborul la orizontala astfel incat sa nu existe nici un moment rezultant care sa aiba tendinta de a roti avionul.

La multe avioane directiile de actiune sunt proiectate sa fie asa cum se arata in figura 7-5. In aceasta situatie cuplul tractiune - rezistenta la inaintare produce un moment de cabraj si cuplul portanta - greutate produce un momente de picaj. Distantele dintre directiile de actiune sunt pozitionate astfel incat efectele celor doua cupluri sunt egale si opuse, anulindu-se astfel reciproc.

Momentul de rotatie al unui cuplu depinde de marimea celor doua forte si de distanta dintre directiile lor de actiune. Prin urmare, pentru ca fortele de rotatie ale acestor doua cupluri sa se echilibreze, fortele mai mari de portanta si greutate ar trebui sa aiba directiile de actiune (CP si CG) destul de aproape, si fortele semnificativ mai mici, tractiunea si rezistenta la inaintare, ar trebui sa aiba o distanta ceva mai mare intre directiile lor de actiune.

Exista un motiv practic pentru care cuplul portanta - greutate sa aiba un moment de picaj echilibrat de momentul de cabraj al cuplului tractiune - rezistenta la inaintare. Daca nu mai exista tractiune ( de exemplu daca se strica motorul ), cuplul ascendent tractiune - rezistenta la inaintare este diminuat si de aceea cuplul portanta - greutate va genera un picaj avionului ( fara nici un fel de actiune din partea pilotului ) astfel incat aeronava va plana fara tendinta de a pierde din viteza de zbor.

Invers, atunci cand se adauga putere ( se pune motor ), ce duce la cresterea fortei de tractiune, botul avionului va avea tendinta de a cabra. Este putin probabil sa aveti un echilibru perfect intre aceste patru forte principale si cele doua cupluri formate de ele. Coada avionului este folosita pentru a oferi intr-un final echilibrarea fortelor.

Stabilizatorul orizontal al avionului

Echilibrul ideal al momentelor de picaj-cabraj al cuplului portanta - greutate si al cuplului tractiune - rezistenta la inaintare este dificil de mentinut in zbor si are loc de obicei un moment de inertie care apare din inegalitatile dintre cele doua cupluri principale.

Functia cozii avionului ( sau a stabilizatorului orizontal ) este de a contracara momentele de inertie de la cele doua cupluri principale, adica are o functie stabilizatoare.

Stabilizatorul orizontal al avionului este pur si simplu o alta suprafata portanta care poate genera o forta aerodinamica, daca este necesar, aflindu-se la un unghi de atac ( pozitiv sau negativ ) fata de curentul de aer local. Aceasta forta este de obicei una descendenta, dar poate fi, fie ascendenta sau descendenta in functie de modul in care este proiectat avionul, si astfel stabilizatorul orizontal al avionului are de obicei o sectiune tansversala simetrica a suprafetei portante.

Forta aerodinamica produsa de stabilizatorul orizontal se poate modifica prin schimbarea unghiului sau de atac fata de curentul de aer local - fie prin miscarea profundorului si mentinerea lor acolo prin actionarea trimerelor sau prin pilotare.

Daca inertia de la cele patru forte principale creaza un moment descedent ( asa cum se intampla de obicei ) stabilizatorul orizontal al avionului asigura o forta aerodinamica descendenta care va produce un moment de cabraj pentru a echilibra momentul de inertie descendent de la cele patru forte principale.

Deoarece stabilizatorul orizontal al avionului este situat la ceva distanta de centrul de gravitatie ( CG ) si momentul bratului sau este prin urmare destul de lung, forta aerodinamica asigurata de stabilizatorul orizontal al avionului trebuie sa fie mica pentru a avea un moment de inclinare semnificativ. Prin urmare suprafata stabilizatorului orizontal a avionului ( si capacitatea sa aerodinamica ) este mica prin comparatie cu zonele principale ( aripile principale ).

Efectul unei forte asupra avionului depinde de amploarea sa si de distanta fata de centrul de gravitatie ( CG ). Daca momentul de inertie de la cele doua cupluri principale este de picaj, atunci stabilizatorul orizontal al avionului poate produce o forta aerodinamica descendenta care va avea un moment de cabraj pentru a echilibra momentul.

Multe avioane sunt proiectate pentru a opera cat se poate de eficient la viteza de zbor. Cele patru forte principale si cele doua cupluri principale sunt proiectate sa fie macar intr-un echilibru aproximativ pe timpul zborului, necesitind forte mici de echilibru pe stabilizatorul orizontal al avionului. In general, centrul de presiune ( CP ) este in spatele centrului de gravitatie ( CG ) si stabilizatorul orizontal al avionului produce o forta aerodinamica descendenta.

Stabilitatea

Un avion in timpul zborului este in permanenta perturbat de la zborul constant de fortele externe generate de catre miscarile aerului ( rafale de vant, curenti verticali, etc ). Stabilitatea avionului este capacitatea sa, din constructie, de a reveni la pozitia sa initiala fara ca pilotul sa actioneze in vreun fel.

Stabilitatea are in vedere miscarea unui corp dupa ce a fost inlaturata forta care il perturba. Stabilitatea pozitiva indica capacitatea de a reveni la pozitia sa initiala de echilibru sau la starea de dinainte de a fi perturbat. Se obisnuieste sa numim aceasta stare ca fiind stabila.

Nu confundati stabilitatea cu manevrabilitatea.

Stabilitatea este capacitatea avionului de a reveni la pozitia sa initiala dupa ce a fost perturbat pe timpul zborului fara ca pilotul sa actioneze in vreun fel.

Manevrabilitatea se refera la usurinta cu care pilotul poate pilota avionul folosind suprafetele de control.

Exista o corelatie semnificativa intre stabilitatea si manevrabilitate. Un grad de stabilitate ridicat face avionul rezistent la schimbare si de aceea tinde sa reduca manevrabilitatea, adica o stabilitate buna face sa fie mai dificil pentru pilot sa contoleze si sa manevreze avionul.

Un avion cu un grad scazut de stabilitate pozitiva este mult mai usor de pilotat decat un avion instabil care in permanenta are tendinta de a devia de la atitudinea de zbor. Totusi, stabilitatea nu trebuie sa fie prea ridicata, astfel incat sa necesite un efort mare pentru manevrare.

Un avion se afla intr-o stare de echilibru cand suma tuturor fortelor care actioneaza asupra sa este zero si cand suma tuturor momentelor de rotatie care actioneaza asupra sa este zero. Avionul se afla in echilibru daca toate momentele de picaj-cabraj, rotatie si viraj sunt zero. Echilibrul este stabilit in diferitele faze ale zborului prin folosirea suprafetelor avionului, modificate de miscarea suprafetei de control unde presiunile constante pot fi mentinute prin efortul pilotului, folosirea trimerelor ( suprafete portante care micsoreaza efortul pe suprafata de comanda ) si prin inclinarea suprafetei.

Forta externa care perturba de obicei un avion in timpul zborului este o rafala de vant. Un avion stabil va reveni la pozitia sa initiala - unul instabil nu va reveni, decat prin actiunea pilotului.

Un avion instabil este dificil de pilotat pentru ca pilotul trebuie sa intervina permanent pentru echilibrarea fortelor. Un avion stabil aproape ca poate sa fie pilotat "fara maini" si necesita doar sa fie supravegheat nu pilotat in fiecare secunda.

Exemplele noastre de pana acum sau referit la situatia picaj-cabraj ( in plan orizontal ), dar stabilitatea in alte planuri si in jurul altor axe este la fel de importanta.

Cele trei axe de referinta

Cand ne referim la miscarea avionului ne referim la miscarea in jurul celor trei axe - fiecare trecind prin centrul de gravitatie si fiecare perpendiculara fiind reciproc la 90° una fata de cealalta.

Axa longitudinala trece longitudinal ( fata-spate ) prin centrul de gravitatie. Rotatia completa in jurul axei longitudinale se numeste tonou. Miscarea stinga-dreapta fata de axa longitudinala se numeste ruliu. Stabilitatea in jurul axei longitudinale se numeste stabilitate laterala, deoarece se ocupa cu miscarea in lateral sau planul de rotatie.

Axa transversala trece prin centrul de gravitatie dintr-o parte in cealalta ( de la un virf la celalalt al aripilor ). Miscarea in jurul axei transversale se numeste tangaj ( cabraj= inclinare ascendenta sau picaj= inclinare descendenta ). Stabilitatea in jurul axei transversale se numeste stabilitate longitudinala, deoarece corespunde cu stabilitatea in planul longitudinal.

Axa verticala trece prin centrul de gravitatie si este perpendiculara pe celelalate doua axe. Miscarea stinga-dreapta in jurul axei verticale se numeste giratie ( laset ).

Stabilitatea in jurul axei verticale se numeste stabilitate directionala, deoarece are legatura cu stabilitatea in planul directional sau in plan lateral.

Rotatia in jurul unui punct sau al unei axe se numeste miscare unghiulara; numarul de grade ale rotatiei se numeste deplasare unghiulara si viteza la care are loc, se numeste viteza unghiulara.

Miscarea unui avion este cel mai bine inteleasa in fiecare dintre planuri ( in jurul fiecarei axe de referinta ) separat, desi ( cu exceptia zborului rectiliniu la orizontala ) miscarea efectiva a avionului este putin mai complexa. De exemplu : la efectuarea unui viraj la orizontala avionul nu numai ca se va roti, dar se va si inclina ca sa vireze.

Ne vom ocupa mai intai de stabilitatea longitudinala ( tangaj ) apoi de stabilitatea directionala ( giratie ) si stabilitate laterala ( ruliu ). Inclinarea avionului si miscarea laterala a botului sunt strans legate.

Stabilitatea longitudinala

Stabilitatea longitudinala se manifesta in planul de inclinare fata-spate in jurul axei laterale. Pentru a fi stabil longitudinal, un avion trebuie sa aiba o tendinta naturala sau din constructie de a reveni la aceeasi atitudine in profunzime dupa orice perturbare a pozitiei. Daca unghiul de atac creste brusc, atunci vor apare forte care vor cobori botul avionului si vor micsora unghiul de atac.

Un avion stabil longitudinal tinde sa mentina conditia de echilibru a zborului si este prin urmare usor de pilotat in profunzime.

Stabilizatorul orizontal al avionului si stabilitatea longitudinala

Luati in considerare o situatie care are loc in mod frecvent in timpul zborului. Daca o perturbatie, precum o rafala de vant, schimba atitudinea avionului creindu-i un moment de cabraj, avionul, datorita inertiei sale, va continua initial traiectoria sa de zbor si prin urmare se va produce o crestere a unghiului de atac.

Cu acelasi unghi de cabraj initial si cu avionul continuind sa zboare pe taiectoria sa initiala datorita inertiei sale, stabilizatorul orizontal al avionului va intilni curentul de aer relativ la un unghi de atac mai mare. Acesta va face ca stabilizatorul orizontal al avionului sa produca o forta aerodinamica ascendenta sau descendenta scazuta, care este diferita fata de cum era inainte sa fie perturbata.

Forta aerodinamica afectata produce un moment de picaj, cu tendinta de a aduce avionul la pozitia initiala de echilibru.

Din cauza lungimii mari a bratului dintre centrul de gravitatie si stabilizatorul orizontal al avionului, forta aerodinamica produsa de stabilizatorul orizontal al avionului nu trebuie sa fie prea mare pentru ca efectul sau de revenire sa fie puternic. Cand coada este ridicata si botul avionului coboara, unghiul de atac initial este restabilit, forta aerodinamica de la coada avionului dispare si lucrurile revin la cum se aflau inainte de perturbatie.

Asa cum este prezentat in figura 7-14, stabilizatorul orizontal al avionului are un efect stabilizator asemanator cuun moment de picaj nedorit.

Un exemplu bun despre efectul stabilizatorului orizontal al avionului este trecerea unei sageti prin aer, in care aripioarele cozii functioneaza pentru mentinerea stabilitatii longitudinale.

CG si stablitatea longitudinala

Cu cat CG al avionului se afla mai departe de stabilizatorul orizontal, cu atat este mai mare momentul bratului la coada avionului, si de aceea este mai mare efectul fortei portante a stabilizatorului orizontal al avionului. Acesta are un puternic efect longitudinal de stabilizare.

Pozitia CG poate fi controlata intr-o oarecare masura de catre pilot prin dispunerea incarcaturii si a combustibilului, de obicei inainte de zbor. Un CG catre in fata duce la stabilitate longitudinala crescuta si un CG catre in spate duce la stabilitate longitudinala redusa.

Pozitia CG trebuie sa fie in limitele specificate referitor la calculul centrajului pentru un zbor sigur si pilotii prudenti intotdeauna isi incarca avioanele respectind limitarile din Manualul de Zbor. Daca CG se afla catre in spate peste limita permisa, forta portanta de pe stabilizatorul orizontal al avionului poate fi insuficienta pentru stabilitatea longitudinala. Acelasi exemplu al unei sageti este folositor aici. Un CG mai in fata duce la mai multa stabilitate.

Cu cat avionul este mai stabil, cu atat este mai mare forta pe care trebuie sa o exercitati pentru a controla sau a misca avionul in manevre, ceea ce poate deveni obositor. Dar mai important, daca CG este prea indepartat de stabilizatorul orizontal, profundorul va necesita o forta mai mare si poate sa nu fie suficient de eficienta la viteze reduse, botul avionului fiind foarte greu la aterizare.

Consideratii de proiectare

Caracteristicile de proiectare a stabilizatorului orizontal al avionului contribuie de asemnea la stabilitate longitudinala - suprafata lui, distanta fata de  centrul de gravitatie, alungirea aripii ( raportul dintre anvergura si coarda ), unghiul de incidenta si unghiul diedru longitudinal ( diferenta dintre unghiurile de incidenta ale aripilor si coada avionului ) sunt luate in considerare de proiectant. Scopul este de a genera o forta de echilibrare care este necesara pentru compensarea unui moment generat de bratul cel mai lung- ducind la un avion care este stabil longitudinal.

Stabilitate directionala

Stabilitatea directionala a unui avion este capacitaea sa de a-si reveni in urma modificarii pozitiei in jurul axei verticale. Se refera la capacitatea avionului de a-si modifica pozitia la orice curent transversal ( vant cu o componenta laterala ) cu botul in vint.

Daca avionului i se modifica traiectoria sa dreapta deoarece botul sau coada sunt impinse lateral ( virate ), atunci, datorita inertiei sale, avionul se va misca in prima faza in directia initiala.

Avionul se va misca in acel moment oarecum lateral prin aer, cu partile laterale expuse curentului de aer. Acesta se numeste alunecare laterala ( glisare/derapare ).

Stabilizatorul vertical este pur si simplu o suprafata portanta simetrica. Deoarece in acest moment el are un nou unghi de atac, va genera o forta aerodinamica laterala care tinde sa duca stabilizatorul inapoi in pozitia sa initiala. Aceasta readuce botul avionului in pozitia sa initiala.

Momentul puternic ( efectul de rotatie ) al stabilizatorului vertical, datorita suprafetei sale mari si lungimii bratului ( momentului ) sau intre el si centrul de gravitatie, este ceea ce aduce botul avionului inapoi in pozitia sa initiala.

Cu cat suprafata stabilizatorului vertical din spatele CG este mai mare, si cu cat momentul este mai mare, cu atat este mai mare stabilitatea directionala a avionului. Astfel un CG catre in fata este de preferat unui CG catre in spate, deoarece ofera un moment al bratului mai lung pentru ampenajul vertical.

Un efect secundar al puterii sau fortei de tractiune este cel cauzat de curentul elicei. Acesta poate afecta curentul de aer din jurul stabilizatorul vertical, si implicit eficienta lui. Modificarile de putere facute de pilot genereaza schimbari ale curentului  elicei si poate duce la schimbari mari in echilibrul directional.

Stabilitatea laterala

Stabilitatea laterala este capacitatea avionului de a-si reveni in urma modificarii pozitiei in planul lateral, adica rotirea in jurul axei longitudinale fara interventia din partea pilotului.

O perturbatie a inclinarii laterale va face ca o aripa sa coboare si una sa se ridice. Cand avionul este inclinat lateral, vectorul portantei este inclinat si produce o alunecare laterala in interiorul virajului ( glisare ). Pe masura ce avionul se deplaseaza inainte prin aer, avionul aluneca in lateral datorita faptului ca portanta si greutatea nu se opun direct, generind o forta rezultanta laterala asupra avionului. Ca rezultat al acestei alunecari in lateral, avionul este supus unei componente laterale a curentului de aer relativ. Aceasta genereaza forte care produc un moment de rotire pentru a repune avionul in pozitia initiala cu aripile la acelasi nivel.

Unghiul diedru al aripii

Unghiul diedru al aripii creste stabilitatea laterala. Acesta este intilnit la majoritatea avioanelor cu aripi joase, si este materializat pe avion ca o solutie de  proiectare si constructiva. Fiecare aripa are un unghi ascendent de la fuselaj spre varfurile aripii, si imbunatateste caracteristicile stabilitatii laterale ale avionului.

Cand avionul se inclina lateral, aripa care coboara, datorita diedrului sau, va intalni curentul de aer relativ la un unghi de atac mai mare si va produce portanta mai mare. Aripa care urca va intalni curentul de aer relativ la un unghi de atac mai mic si de aceea va produce mai putina portanta. Poate fi si cumva umbrita de fuselaj, fapt care contribuie la producerea unei portante scazute. Momentul de inclinare astfel produs va tinde sa aduca avionul la pozitia sa initiala cu aripile la orizontala.

Unghiul diedru negativ, unde aripa are un unghi descendent de la fuselaj, are un efect de instabililitate.

Unghiul de sageata al aripii

Aripa poate contribui la cresterea stabilitatii laterale daca constuctiv este prevazuta cu unghi de sageata. Cand avionul se inclina lateral ca urmare a unui curent de aer, aripa care coboara produce mai multa portanta decat aripa care urca. Aceasta se intampla deoarece in coborire aripa ofera mai multa suprafata curentului de aer decat aripa care urca si de aceea aripa mai joasa produce mai multa portanta si tinde sa readuca avionul in pozitia cu aripile la orizontala.

Aeronave cu structuri inalte si CG coborat

In alunecarea laterala ( glisare ) care urmeaza modificarii pozitiei unui avion de catre un curent de aer pe timpul unui viraj, o componenta a rezistentei la inaintare laterala generata de suprafetele inalte ( stabilizator vertical inalt, o coada de forma T, aripi amplasate sus-parasol,etc. ) si un CG coborit va produce un moment de restabilire cu tendinta de a ridica aripa mai joasa si de a readuce avionul la pozitia sa initiala cu aripile la orizontala.

Avioane cu aripi parasol

Daca o rafala face ca o aripa sa coboare, forta portanta este inclinata. Forta rezultanta ( efectul combinat al portantei si greutatii ) va face ca avionul sa alunece in lateral ( gliseze ). Curentul de aer care loveste suprafetele laterale ale avionului de deasupra CG va avea tendinta de a readuce avionul la pozitia cu aripile la orizontala. Aripile parasol se afla deasupra CG si astfel impreuna cu celelalte suprafete verticale genereaza tendinta de a aduce aripile la orizontala.

Efectul combinat al stabilitatii laterale si  directionale

Miscarea de inclinare urmata de miscarilor laterale ale botului avionului

Pentru stabilitatea laterala este esential sa aveti o miscare laterala cauzata de orice perturbatie in timpul rotirii. Aceasta alunecare in lateral exercita o forta pe suprafetele laterale, care, daca avionul este stabil directional, il va face sa vireze botul in curentul de aer. Rotatia da nastere unui viraj in partea alunecarii laterale si avionul va vira mai mult fata de directia sa initiala in directia aripii mai coborite.

Notati consecinta interesanta caci cu cat stabilitatea directionala a avionului este mai mare, cu atat este mai mare tendinta de a se intoarce de la directia initiala in directia aripii coborite. De asemenea, botul avionului va avea tendinta de a cobori. Aceast viraj ulterior cu miscarea laterala a botului avionului datorata caracteristicilor sale bune de stabilitate directionala face ca aripa ridicata din exteriorul virajului sa se miste mai repede si de aceea sa produca mai multa portanta.

Caracteristicile stabilitatii laterale ale avionului, cum ar fi unghiul diedru, fac ca aripa coborita sa produca o portanta crescuta si sa readuca avionul in pozitia cu aripile la orizontala. Exista doua efecte in conflict aici :

q      Caracteristicile de stabilitate directionala ( stabilizator vertical mare) determina o  accentuare a virajului si botul avionului sa coboare mai mult; si

q      Caracteristicile de stabilitate laterala ( diedrul ) care tind sa aduca aripile la orizontala.

Daca primul efect este cel care castiga, adica stabilitatea directionala puternica si stabilitatea laterala scazuta ( stabilizator vertical mare si fara diedru ), atunci avionul va avea tendinta de a vira mai departe cu o alunecare laterala, spre aripa coborita, cu botul continuind sa coboare, pana cand avionul intra intr-un picaj in spirala ( fara vreo interventie din partea pilotului ). Aceasta se numeste instabilitate in spirala.

Majoritatea avioanelor sunt proiectate doar cu o stabilitate laterala pozitiva scazuta si au o tendinta usoara de instabilitate in spirala. Aceasta este de preferat situatiei inverse - un efect care se numeste rotirea olandeza.

Daca stabilitatea laterala ( diedrul ) este mai puternica, avionul va scoate din inclinare si daca stabilitatea directionala este scazuta ( stabilizator vertical mic ) avionul poate sa nu manifeste nici o tendinta sa se intoarca in directia alunecarii in lateral si se poate chiar sa se fi intors dinspre alunecarea in lateral, generind un efect de leganare numit rotatie olandeza ( vria plata ), care este cel mai bine sa fie evitat.

Miscarile laterale ale botului avionului urmate de miscarile de inclinare

Daca avionul este deplasat stinga-dreapta dupa o axa verticala, in prima faza va continua zborul in directia initiala, datorita inertiei sale, si de aceea va aluneca in lateral. Aceasta alunecare in lateral va face ca acele caracteristici ale stabilitatii laterale ale aripii avionului, cum ar fi unghiul diedru, aripa parasol, sageata aripii, sa creasca portanta pe aripa dinainte si sa scada portanta pe aripa din urma.

Aceasta cauzeaza un moment de rotatie care va avea tendinta sa ridice aripa dinainte, facind ca avionul sa se incline spre aripa din urma si indepartarea de alunecarea in lateral.

Un alt punct care trebuie notat este ca, atunci cand avionul se afla efectiv in viraj, aripa exterioara se va misca mai repede si va produce mai multa portanta decat aripa interioara, oferind o tendinta de a se roti spre aripa interioara. Stabilitatea directionala inerenta a avionului ( de la stabilizatorul vertical ) va tinde sa schimbe traiectoria sau sa vireze avionul in directia alunecarii laterale.

Alunecarea laterala este foarte importanta, caracteristicile stabilitatii laterale ( unghiul diedru ) avind tendinta de a ridica aripa din fata in directia alunecarii laterale si caracteristicile stabilitatii directionale avind tendinta de a produce schimbari in directie in sensul alunecarii laterale si de a ridica cealalta aripa prin miscarea laterala a botului avionului.

Caracteristicile de stabilitate si controlul avionului

Daca stabilitatea directionala este scazuta ( stabilizator vertical mic ) si stabilitatea laterala este buna ( diedru ), atunci folosirea directiei va genera o miscare stinga-dreapta semnificativ si o alunecare in lateral. Unghiul diedru va modifica traiectoria avionului in directia virajului ( departe de alunecarea laterala ) si acesta va intra intr-un viraj fara folosirea eleroanelor.

Daca stabilitatea directionala este buna ( stabilizator vertical mare ) si stabilitatea laterala este scazuta, atunci daca pilotul vireaza avionul cu eleroanele, dar nu atinge directia, are loc o alunecare laterala spre aripa care coboara. Caracteristicile bune ale stabilitatii directionale modifica eficient pozitia botului avionului in directia alunecarii laterale si virajul va fi echilibrat corect, chiar fara ca pilotul sa foloseasca palonierul. Va avea loc o alunecare laterala in prima parte a virajului, dar aceasta poate fi atat de usoara incat sa nu fie simtita.

Stabilitatea pe sol

Centrul de gravitatie ( CG ) trebuie sa se afle undeva in zona dintre roti atunci cind avionul este la sol. Cu cat CG se afla mai departe de una dintre roti, cu atat este mai mica tendinta ca avionul sa se incline pe acea roata.

Un CG jos si un ecartament/ampatament mare reduce tendinta ca avionul sa se incline pe timpul virajului la sol, cand foloseste franele pentru a opri, sau cand se duce motorul catre in plin pentru decolare.

O marire a tractiunii intr-un ritm lent scade tendinta ca avionul sa se incline catre in fata atunci cand este folosita o putere mare a motorului ( indeosebi cu franele puse ). Suprafetele verticale mari si diedrul permit vantului lateral sa aiba un efect destabilizator mai puternic.

Acum completati Exercitiul 7 - Stabilitatea