7.1. Критерии плавности хода автомобиля

Плавность хода самолета оценивается параметрами вертикальных и угловых колебаний фюзеляжа.

Воздействие колебательных движений самолета на человеческий организм оценивается субъективно и характеризует плавность хода только с качественной стороны. В настоящее время еще не предложен единый параметр оценки плавности хода, устанавливающий количественную связь между физиологическими воздействиями колебаний на человеческий организм, характером этих колебаний и конструктивными особенностями самолета. Поэтому плавность хода оценивается с помощью нескольких измерителей.

Период колебаний Т (сек) - время, в течение которого фюзеляж совершает полное колебательное движение. Часто в расчетах вместо периода колебаний используют угловую (циклическую) частоту колебаний ω (1/сек) или техническую частоту п, т. е. число колебаний в минуту (кол/мин).

Амплитуда колебаний Zmax (см) - наибольшее отклонение (перемещение) фюзеляжа от положения равновесия.

Скорость колебаний V_К (см/сек) - производная перемещения по времени.

Ускорение колебаний j (см/сек²) - вторая производная перемещения по времени, т.е. производная скорости колебаний по времени.

Экспериментально установлено, что колебания самолета можно разделить на две группы: высокочастотные (300—500 кол/мин) и низкочастотные (50—120 кол/мин). С высокой частотой преимущественно колеблются неподрессоренные массы, а с низкой - подрессоренные массы (фюзеляж).

Высокая частота колебаний, происходящих даже с малыми амплитудами (тряска, вибрация), вызывает неприятные ощущения, однако очень малая частота также неприятна, так как может вызвать явление, сходное с морской болезнью. Человек не ощущает колебаний при ходьбе, так как еще с детства привык к этой частоте колебаний, составляющей 70—100 кол/мин. Следует отметить, что у большинства воздушных судов частота колебаний фюзеляжа находится в пределах 60—80 кол/мин.

Изменение частоты колебаний влияет на организм человека в большей степени, чем изменение амплитуды. Поэтому при оценке сильно ощутимых колебаний частота их берется с большим степенным показателем. Так, например, совместное влияние амплитуды Zmax и частоты колебаний п характеризуется параметром k. Величина показателя k в зависимости от интенсивности колебания находится в пределах 1,5—2,7. При k=2,7 и Zmax=0.65 см допустимая величина а получается при n = 180 кол/мин. С увеличением скорости колебаний плавность хода самолета ухудшается (табл. 1).

Таблица 32

Влияние знакопеременных ускорений в большой мере связано также с частотой колебаний. С ростом числа колебаний в минуту даже небольшие ускорения колебаний могут вызывать неприятные или болезненные ощущения (табл. 2).

Таблица 33

При частотах, свойственных колебаниям фюзеляжа самолета, наибольшее влияние на плавность хода оказывает скорость изменения ускорений. В литературе приняты следующие данные о влиянии скорости изменения ускорений на человека: беспокоящие ощущения - при 25 м/сек², неприятные ощущения - при 40 м/сек². Таким образом, скорость нарастания ускорений не должна превышать 25 м/сек³.

Ни один из рассмотренных кинематических измерителей не характеризует полностью плавность хода самолета. Поэтому рядом исследователей предложены другие измерители. Так, например на основании экспериментальных данных на дорогах с различным покрытием предложена пятибалльная шкала (табл. 3), устанавливающая связь между числом толчков, вызывающих разные ускорения на 1 км пройденного пути, и ощущениями пассажиров.

Таблица 34

Из данных табл. 3, например, следует, что плавность хода надо считать неудовлетворительной в том случае, когда на 1 км пути ускорение в пределах 5—7 м/сек² возникает более 10 раз или хотя бы одно ускорение в пределах 7—10 м/сек². Если на том же пути ускорения появились не более 12—15 раз и не превышали 2—3 м/сек², то плавность хода можно считать хорошей. Существует также энергетический измеритель плавности хода Е - энергия колебания воздушного судна, отнесенная к единице массы и к периоду колебания, cм²/сек³, E₀ - аналогичная энергия колебания воздушного судна, которая соответствует началу ощущения колебания человеком, равная 0,5 см²/сек³.

Величина измеряется в палях. Колебания и связанные с ними ощущения характеризуются следующей шкалой:

Таблица 35