Немного о планере "утка"

Планер утка.

«Утка»

«Утка»  —  аэродинамическая схема , при которой у  летательного аппарата  (ЛА)  горизонтальное   оперение  расположено впереди основного  крыла . Названа так, потому что один из первых самолётов, сделанных по этой схеме — « 14-бис »  Сантос-Дюмона  — напомнил очевидцам  утку .

Преимущества

Отсутствие «потерь на балансировку»

При классической аэродинамической схеме в нормальном полёте для создания положительного угла атаки основного крыла стабилизатор (горизонтальное оперение) имеет отрицательную подъёмную силу, то есть как бы опускает хвостовую часть самолета вниз. При этом подъёмная сила крыла уменьшается на величину опускающей силы стабилизатора. В авиации это называется «потеря на балансировку».

В схеме «утка» для создания положительного угла атаки основного крыла стабилизатор как бы поднимает носовую часть самолета вверх, подъёмные силы горизонтальных плоскостей (крыльев и стабилизатора) направлены в одном направлении и складываются. Получается, что площадь стабилизатора также является несущей.

Самолёты, сделанные по схеме «утка», управляются по тангажу без потерь подъёмной силы на балансировку, имеют лучшую грузоподъёмность на единицу горизонтальных плоскостей и лучшую маневренность по тангажу. Указанные свойства аэродинамической схемы позволяют рассчитывать на получение более высоких несущих свойств и более высокого аэродинамического качества самолёта.

Управляемость в штопоре

У схемы «утка» почти нет эффекта сваливания, самолёт практически не может войти в неуправляемый плоский штопор. Это объясняется тем, что основное крыло смещено назад от центра тяжести самолёта и стабилизирует самолёт при падении. Кроме того, при потере скорости или большом угле атаки срыв воздушного потока происходит прежде на стабилизаторе, и самолет слегка опускает нос («клюёт»), тем самым предотвращая срыв потока на основном крыле и переводя ЛА в режим управляемого пикирования.

Недостатки

«Тенденция к клевку»

Самолёты, построенные по аэродинамической схеме «утка», имеют тенденцию, которая в одном случае является достоинством, а в другом — серьёзным недостатком, и называется «тенденция к клевку». «Клевок» наблюдается при большом угле атаки самолёта, близкому к критическому. Из-за малой площади стабилизатора относительно крыла, чтобы обеспечить большой угол атаки самолёта, угол атаки стабилизатора устанавливается значительно большим угла атаки крыла. В результате по мере увеличения угла атаки самолёта срыв потока на стабилизаторе происходит раньше, чем на крыле. Это резко уменьшает подъёмную силу стабилизатора, что сопровождается самопроизвольным опусканием носа самолёта — «клевком», который на высоте предотвращает переход к сваливанию, но очень опасен при взлёте и посадке. С применением электродистанционной системы управления (ЭДСУ) все положения стабилизатора на разных режимах полёта, приводящие к «клевку», ограничиваются компьютером, вне зависимости от управляющих воздействий пилота на органы управления ЛА.

Большая радиолокационная заметность

Существует мнение, что расположенный спереди стабилизатор способствует увеличению эффективной площади рассеяния (ЭПР) самолёта, а потому считается нежелательным для истребителей пятого поколения (например американский F-22 Raptor и российский Су-57 используют поворотные части наплывов крыла в качестве стабилизаторов), выполненных с соблюдением технологий радиолокационной малозаметности. Однако указанные самолёты имеют хвостовое горизонтальное оперение большей площади, которое в зависимости от своего положения также увеличивает ЭПР. Поэтому ЛА с передним или задним горизонтальным оперением будет одинаково проигрывать в ЭПР ЛА без горизонтального оперения (летающее крыло, бесхвостка).

Ограниченный обзор пилота

Также пилоты, привыкшие летать на самолётах с классической аэродинамической схемой, при полётах на «утке» жалуются на ограничение обзора, создаваемого стабилизатором. Устранить этот недостаток можно на стадии проектирования ЛА переносом стабилизатора из зоны обзора (например за кабину пилота, как на «Рафалях», «Миражах», «Саабах» и других летательных аппаратах).