Вводные замечания

Детальное теоретическое и экспериментальное исследование катастрофического изменения в квазистатической постановке - “прощелкивания” на модели трехшарнирной симметричной составной конструкции представлено на рис. 2.2.6. График j () подтверждает выводы о существовании несмежных форм равновесия в составных конструкциях с отклоненными рулями[4]. При увеличении нагрузки конструкция скачком переходит из точки А в точку В - происходит прощелкивание (катастрофа). При разгрузке обратное прощелкивание происходит уже при другой нагрузке скачком из точки С в Д.

На кривых U (р), j (p) (рис. 2.3.1) можно объяснить происходящее в потоке явление. Нагружение крыла, находящегося в равновесном состоянии 0-0 происходит за счет угла атаки крыла a₀ и угла отклонения рулевой поверхности на угол a. Аэродинамические нагрузки, определяемые этими углами, приводят к деформированию крыла. Кривая U(р) определяет изменение прогиба крыла, j(р) - угла закручивания руля. Если a₀ и a таковы, что U и j достигнут точек 1 на соответствующих кривых, то начнется резкий, скачкообразный переход рассматриваемого сечения в точки 2 под действием упругих сил Р и аэродинамических сил P _a. Руль закрутится, угол отклонения руля, влияющий на величину подъемной силы, уменьшится, стремясь к нулю. Аэродинамическая нагрузка, с переходом к точке 2, уменьшится на величину D P ₁. Далее, если D P ₁ < D P _кр, равное Р _в - Р _н, система остановится в равновесном состоянии на участке 2-3, в точке, соответствующей D P ₁. Сечение крыла при этом перейдет из положения 1-1 в положение 2-2. Произойдет катастрофическое изменение формы (прощелкивание).

Если же D P ₁ > D P _кр, то система не останется в верхнем положении, а пройдя через точку 3 (положение 3-3), под действием упругих сил Р _у, устремится обратно к точке 4, к своему исходному положению. Восстанавливается форма руля, который увеличивает подъемную силу на величину D P ₂. Если D P ₂ < D P _кр, то произойдет остановка, соответствующая D P ₂ (обратная катастрофа в область исходного равновесного состояния). Если же D P ₂ > D P _кр, то система, переместившись к положению 1, совершит новую катастрофу к точке 2, то есть цикл повторится вновь. Начнутся последовательные переходы, из области одного равновесного состояния в другое и обратно - колебания катастрофического изменения формы крыла.