2.5.1. Чем опасен срыв?

Если угол атаки крыла превышает угол атаки, при котором наступает срыв, то на крыле происходит сильное уменьшение подъемной силы. Из-за крутки крыла углы атаки отдельных его профилей различны, поэтому срыв наступает не одновременно по всему крылу; в первую очередь "срывается" носовая часть, где угол атаки больше (рис. 2.27). В результате уменьшения подъемной силы в носовой части точка приложения суммарной аэродинамической силы может переместиться назад настолько, что пилот не в состоянии даже максимальным перемещением своего центра тяжести назад предотвратить сваливание на нос, и таким образом происходит срыв. Одновременно со сваливанием на нос сила тяжести из-за уменьшения аэродинамической силы начинает ускорять сваливание крыла. За сваливанием следует кратковременное или более длительное пикирование. При пикировании с увеличением скорости крыла уменьшаются углы атаки и вновь создаются условия для устойчивого полета. Автоматический набор необходимой скорости, когда крыло само выходит из пикирования является признаком устойчивости крыла и такого рода "проваливание" доказывает, что крыло, несмотря на сильное увеличение угла атаки, при больших возмущениях стремится восстановить положение равновесия.

Рис. 2.27. Схема разложения сил в режиме проваливания: 1 - часть крыла, находящегося в режиме срыва потока

Характеристики сваливания крыла у дельтапланов различных типов очень отличаются друг от друга. Различия есть даже среди аппаратов одного типа. Динамика сваливания зависит от крутки. У крыла с большой круткой "срывается" лишь небольшая часть в центре, поэтому перераспределение назад подъемной силы не очень значительно. Пилот в таком положении еще в состоянии управлять крылом, снижение которого из-за увеличившегося сопротивления сорвавшейся части крыла незначительно, т. е. крыло парашютирует. У крыльев с меньшей круткой сваливание происходит быстрее: даже при небольшом увеличении углов атаки на большой части поверхности крыла может начаться срыв потоков. Дельтаплан с большой купольностью, т. е. с большой укруткой; срывается мягко и после значительной потери высоты (на 5-6 м) вновь переходит в планирование. Дельтаплан с плоским крылом, т. е. с меньшей круткой, может потерять 10-20 м высоты, пока вновь не станет управляемым.

При повороте внутреннее крыло обдувается с наибольшим углом атаки, поэтому в полете с большим углом атаки на внутреннем полукрыле возникает срыв потока. Увеличившийся из-за этого крен и угловое вращение вызывают вращение дельтаплана. На полукрыле может произойти срыв, если восходящий поток воздействует только на полукрыло. Тогда в результате ассиметричного увеличения угла атаки аппарат начнет вращаться в сторону полукрыла, находящегося в режиме срыва. Крыло будет неуправляемым до тех пор, пока с увеличением скорости не прекратится срыв потока.

Рис. 2.28. Штопор: ω₀ - угловая скорость зонтальной плоскости крена; ω_l - угловая скорость вращения

Динамика срыва. На крыле, имеющем меньшую крутку из-за большего угла атаки конца крыла, асимметричный срыв более вероятен. В повороте или под воздействием турбулентности дельтаплан второго поколения (с более жестким парусом или с малой круткой законцовок) быстрее свалится, чем дельтаплан первого поколения или дельтаплан, имеющий развитые эластичные законцовки крыла. Тенденцию к срыву у дельтаплана можно устранить, а сваливание предотвратить путем увеличения скорости. Для этого пилот перемещает свой центр тяжести вперед относительно ручки управления. На некоторых дельтапланах сваливание нельзя вызвать даже при желании, а на других, имеющих большой размах и склонных к сваливанию, вращение может быть устойчивым и даже может возникнуть штопор (рис. 2.28). В таких случаях при вращении с малым радиусом скорость внутреннего крыла продолжительное время остается меньше скорости сваливания. На внешнем крыле, которое имеет большую скорость, подъемная сила и меньшее сопротивление создают постоянный крен и угловое вращение. Значит, в штопоре крыло без вмешательства пилота совершает угловое вращение и снижается в то же время с большой скоростью, имея сильный крен относительно продольной оси. Режим штопора современных дельтапланов можно сохранить, если пилот переместится на внешнюю часть ручки управления, если пилот переместится на внутреннюю часть ручки управления, штопор дельтаплана прекратится.