Что означает «Перегрузка»
Отношение подъёмной силы к весу самолёта; показывает, во сколько раз нагрузка на конструкцию и экипаж превышает обычную.
- Обозначение
- n, выражается в g
- В горизонтальном полёте
- n = 1
- Лайнер, допустимая
- от −1 до +2,5
- Истребитель, допустимая
- до +9 и выше
Что такое перегрузка
В горизонтальном полёте подъёмная сила равна весу, и перегрузка равна единице: человек чувствует свой обычный вес. В вираже, при выходе из пикирования или в воздушной яме подъёмная сила становится больше или меньше веса, и это ощущается как прибавка или потеря веса. Перегрузка 2 g означает, что подъёмная сила вдвое превышает вес, и человек весит вдвое больше. Перегрузка нулевая — невесомость, отрицательная прижимает к ремням сверху вниз.
- n
- коэффициент перегрузки
- Y
- подъёмная сила
- G
- вес самолёта
В установившемся вираже n = 1 / cos φ, где φ — угол крена.
Перегрузка в вираже
Крен увеличивает перегрузку, потому что подъёмная сила должна не только уравновешивать вес, но и создавать горизонтальную составляющую, поворачивающую самолёт. Чем круче вираж, тем она выше. Из-за этого скорость сваливания в вираже тоже растёт: при крене 60 градусов перегрузка равна двум, и скорость сваливания увеличивается на 41 процент.
| Крен, ° | Перегрузка, g | Рост скорости сваливания |
|---|---|---|
| 30 | 1,15 | +7% |
| 45 | 1,41 | +19% |
| 60 | 2,0 | +41% |
| 75 | 3,86 | +97% |
Допустимые значения
Нормы устанавливают предельные эксплуатационные перегрузки. Для транспортных самолётов это от −1 до +2,5 g, для нормальной категории малой авиации от −1,5 до +3,8 g, для акробатической от −3 до +6 g. Расчётная нагрузка выше эксплуатационной в 1,5 раза: при превышении допустимого значения возникает остаточная деформация, а при расчётной конструкция может разрушиться. Истребители проектируют на +9 g и выше.
- Транспортная категория: −1…+2,5 g.
- Нормальная категория: −1,5…+3,8 g.
- Акробатическая категория: −3…+6 g.
- Современные истребители: до +9 g и выше.
Человек под перегрузкой
Организм выдерживает перегрузку по-разному в зависимости от направления. Положительная, вдоль оси «голова — ноги», отливает кровь от мозга: при 4–5 g без защиты темнеет в глазах, при 6–7 g возможна потеря сознания. Лётчиков спасают противоперегрузочные костюмы, напряжение мышц, дыхательные приёмы и кресла с наклоном спинки. Перегрузка вдоль груди переносится заметно лучше, поэтому космонавтов при старте укладывают на спину.
Резкое взятие штурвала на себя на скорости, близкой к манёвренной, может создать перегрузку выше допустимой. Поэтому на транспортных самолётах предусмотрены ограничители перегрузки в системах электродистанционного управления.