У крылатых ракет, оперение и крылья которых используются не только для обеспечения статической устойчивости, но и для увеличения коэффициентов боковой и подъёмной сил Cy и Cz, рули по отношению к крыльям могут располагаться по 3 аэродинамическим схемам:
1) нормальная схема: рули позади крыльев и ц.м.;
2) «бесхвостка» (у противотанковых управляемых ракет и снарядов): рули позади ц.м., но не отдельно от крыльев, а на задних кромках крыльев;
3) «утка»: рули впереди крыльев и ц.м. .
1)
2)
3)
15.03.05 *
Рассмотрим особенности этих схем. Проведём сравнение нормальной схемы и схемы «утка» на примере манёвра в вертикальной плоскости с набором высоты. «Бесхвостка» имеет такие же свойства, что и нормальная схема.
1) Нормальная схема.
Пусть статически устойчивая ракета совершает полёт с нулевым углом атаки.
Требуется обеспечить манёвр с набором высоты. Чтобы повернуть на угол атаки больше нуля в случае нормальной схемы, надо отклонить руль в отрицательном направлении.
В результате действия управляющего момента
ракета повернётся на 
и появится стабилизирующий
момент, который будет равен:
Рассмотрим особенности реализации аналогичного манёвра в схеме «утка»:
Заметим, что в случае нормальной схемы подъёмная сила рулей Yp вычитается из общей подъёмной силы Y, а в схеме «утка» Yp суммируется с общей подъёмной силой Y, увеличивая её, при этом в обоих схемах Y>> Yp.
На траекторию полёта
существенное влияние оказывает 
.
Рули, создавая маленькую нормальную силу,
создают заметный управляющий момент, который обеспечивает поворот ЛА на угол 
. Рули служат для управления вращательным
движением, поворачивая ракету на угол .
Сравним условия работы крыльев в нормальной схеме и в схеме «утка».
Крылья предназначены для создания подъёмной силы.
Условия работы крыльев у ракет с нормальной аэродинамической схемой, т.к. они обтекаются невозмущённым потоком. В схеме «утка» при повороте рулей на крылья будет действовать скошенный поток, приводящий к возникновению крена, для парирования которого нужно принимать специальные меры. Сравним условия работы рулей: рули находятся, с точки зрения обтекания, в лучших условиях в схеме «утка», т.к. они находятся в невозмущённом потоке. У ракет с нормальной схемой рули находятся в возмущённом потоке, вследствие чего могут возникнуть вибрации рулей. Однако, следует заметить, что угол атаки рулей в схеме «утка» больше, чем угол атаки в нормальной схеме, и поэтому в схеме «утка» срыв обтекания может произойти при меньшем отклонении рулей, чем в нормальной схеме.
Нормальная аэродинамическая схема.
Схема «утка».
В нормальной схеме и «бесхвостке» все управляющие функции осуществляются 4 воздушными рулями, 2 из которых, управляющие рысканьем и креном, имеют раздельные приводы, а 2, управляющие тангажом, имеют общий привод.
В схеме «утка» вынесенные вперёд воздушные рули выполняют функции только рулей высоты и поворота (тангажом и рысканьем), креном управлять не могут, т.к. сами являются источником возникновения этого движения, поэтому в схеме «утка» ракеты снабжаются ещё дополнительными рулями крена (элеронами), которые размещаются на задней кромке крыльев.
Статическая устойчивость и характеристики демфирования в схеме «утка» больше, чем в других, т.к. в схеме «утка» крылья (стабилизаторы) и рули максимально раздвинуты относительно ц.м., в то время как в нормальной схеме крылья размещены ближе к ц.м., а плечи рулей также меньше.
Аэродинамические органы управления помимо воздушных рулей могут выполняться в виде поворотных крыльев. Они располагаются несколько позади ц.м., а на хвостовой части имеется дополнительное подвижное оперение для обеспечения статической устойчивости.
Управляющая сила в вертикальной плоскости Yкр создаётся за счёт поворота крыла относительно корпуса.
Схема с поворотным крылом.
- угол поворота крыла
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.