Тангаж - уникальное для авиации понятие, неразрывно связанное с полетом тяжелее воздуха. В отличие от наземного и водного транспорта, самолет способен менять высоту за счет подъемной силы крыла. Управление этой силой осуществляется через изменение угла тангажа - наклона продольной оси фюзеляжа относительно горизонта. Тангаж тесно связан с углом атаки - углом между хордой крыла и направлением полета. Таким образом, тангаж позволяет самолету управлять высотой, что кардинально отличает авиацию от других видов транспорта.
Контроль и индикация тангажа в пилотской кабине
Для безопасного управления самолетом пилот должен точно знать текущий угол тангажа. С этой целью в кабине установлены специальные приборы.
Индикатор тангажа показывает угол между продольной осью самолета и искусственным горизонтом. Шкала индикатора проградуирована в градусах. Ноль градусов соответствует положению самолета строго параллельно земле без тангажа.
Помимо визуальной индикации, в кабине устанавливаются звуковые сигнализаторы, которые подают предупреждающий сигнал при выходе за допустимые пределы тангажа.
Влияние массы и центровки на тангаж
Особенности тангажа самолета зависят от его весовой нагрузки и положения центра тяжести.
При большей массе маневренные возможности самолета уменьшаются. Пилоту требуется более плавно менять тангаж, чтобы не потерять управляемость.
Расположение центра тяжести влияет на устойчивость. Передняя центровка ведет к заваливанию на хвост, задняя центровка - на нос.
Управление тангажом на беспилотных ЛА
На современных беспилотных летательных аппаратах (БЛА) зачастую отсутствует руль высоты и пилотская кабина. Управление в таких случаях полностью автоматизировано.
Датчики угла тангажа передают данные в бортовой компьютер, который рассчитывает и задает оптимальный режим работы двигателей для поддержания требуемого тангажа и режима полета.
Роль тангажа в авиационных происшествиях
Потеря контроля над тангажом может стать причиной авиационного происшествия.
Слишком большой положительный или отрицательный тангаж ведет к снижению подъемной силы. В таких случаях самолет рискует потерять высоту и врезаться в землю или воду.
Кроме того, неконтролируемый тангаж может привести к входу в штопор с последующим разрушением конструкции из-за больших перегрузок.
Особенности тангажа на сверхзвуковых скоростях
При полетах на сверхзвуковых скоростях аэродинамика самолета существенно меняется. Это накладывает особенности на управление тангажом.
Из-за возникновения ударных волн и эффекта сжатия подъемная сила крыла падает. Чтобы ее восстановить, требуется увеличивать угол тангажа и атаки.
Однако на больших сверхзвуковых скоростях это может привести к потере устойчивости и входу в штопор.
Автоматическое управление тангажом
На современных авиалайнерах большинство рутинных операций по управлению тангажом возложено на автопилот.
Автопилот автоматически контролирует угол тангажа с помощью гироскопических датчиков и подает команды на электрогидравлическую систему управления рулем высоты.
Это позволяет разгрузить пилотов и повысить точность выдерживания заданных параметров полета.
Перспективные схемы управления тангажом
Развитие авиации приводит к появлению новых схем управления тангажом.
На перспективных беспилотных ЛА применяются интеллектуальные алгоритмы управления, которые учитывают большое количество факторов для выбора оптимального режима тангажа.
В целях повышения безопасности предлагается использовать резервированные каналы управления тангажом с разнесенными исполнительными механизмами.
