Голландский шаг — возникающее при полёте самолёта сложное пространственное автоколебание в связанной системе координат , состоящее из противофазной комбинации рысканья (путевых или курсовых колебаний) и раскачивания из стороны в сторону ( крена ).

Возникновение термина голландский шаг сейчас точно неизвестно, но, вероятно, что это как-то связано с конькобежным спортом — телодвижения спортсмена-конькобежца могут напоминать пространственную раскачку самолёта.

Физика явления

Колебания типа голландский шаг проявляется в результате недостаточной путевой устойчивости и чрезмерной поперечной устойчивости самолёта.

Когда самолёт вращается относительно продольной оси OX, то самопроизвольно возникает скольжение в сторону опускающегося крыла за счёт возникающей боковой составляющей силы тяжести. Это сразу же приводит к возникновению момента поперечной устойчивости, который стремится уменьшить возникший крен. В то же время возникает и момент путевой устойчивости, стремящийся развернуть нос самолёта в сторону возникшего скольжения. Поскольку на многих самолётах путевая устойчивость значительно слабее поперечной, то восстановление скольжения отстаёт по времени от восстановления крена. Самолёт по инерции проскакивает положение без крена и начинает крениться в противоположную сторону. Таким образом, самолёт, без вмешательства лётчика в управление, будет совершать незатухающие колебания по крену и скольжению.

На поперечную устойчивость влияет аэродинамическая компоновка самолёта и в особенности — стреловидность крыла : у выдвинутого вперёд полукрыла (при развороте) увеличится коэффициент подъёмной силы, а у отстающего соответственно уменьшится, так возникнет кренящий момент в сторону, обратную скольжению.

Способы противодействия

Колебаниям типа голландский шаг в большей или меньшей степени подвержены практически все самолёты, но реальная необходимость технического решения проблемы возникла с появлением стреловидного крыла .

На относительно устойчивых самолётах достаточно ввести в канал управления рулём направления контур автоматического парирования разворачивающего момента — это так называемый демпфер рыскания . Чувствительным элементом демпфера рыскания является двухстепенной гироскоп , реагирующий на угловую скорость ω y, относительно нормальной оси ОY, снимаемый с которого электрический сигнал обрабатывается, усиливается и подаётся на рулевую машину автопилота или рулевой агрегат САУ.

На склонных к раскачке или статически неустойчивых самолётах установлены автоматы демпфирования по всем трём каналам (демпферы рыскания, тангажа и крена).

Демпфер рысканья — это полностью автоматическая система, помогающая лётчику. В полёте при работе демпфера и автоматическом отклонении руля никаких перемещений органов управления в кабине экипажа не происходит.

Происшествия

• 3 мая 2013 года , самолёт-заправщик Boeing KC-135 Stratotanker № 63-8877, аэропорт Бишкек, Киргизия. Отказ демпфера рысканья после взлёта. Через 9 мин полёта раскачка по курсу переросла в пространственные автоколебания типа «голландский шаг». Экипаж причины раскачки не определил. При выполнении разворота автоколебания значительно усилились, и на 18 минуте полёта самолёт разрушился из-за нерасчётных перегрузок, экипаж три человека — погиб.

См. также

• Устойчивость и управляемость
• Стреловидность крыла

Примечания

Литература

• Пашковский, И. М. Устойчивость и управляемость самолета — М. : Машиностроение — 328 с.; 1975 г.

Ссылки