Staattinen stabiilisuus vs dynaaminen vakaus
Yleensä ilma-aluksen vakaus määritellään ilma-aluksen kykyyn ylläpitää tiettyä, määrättyä lentotilaa. Vakauden käsite liittyy läheisesti lentokoneen tasapainoon. Jos ilma-alukseen kohdistuvat nettovoimat ja -momentit ovat nolla, ilma-alus on tasapainossa siinä lentotilassa; ts. hissi on yhtä suuri kuin paino, työntövoima on yhtä suuri kuin vetäminen, eikä lentokoneeseen vaikuta voimamomenttia.
Mikä on staattinen vakaus?
Kun ilma-aluksessa tapahtuu jonkin verran turbulenssia (tai jonkinlaista staattista epätasapainoa) tasapainon ollessa lennossa, nenä kallistuu hiukan ylös tai alas (hyökkäyskulman kasvu tai pieneneminen) tai lentosuhteessa tapahtuu pieni muutos. Ilma-aluksessa toimii lisävoimia, ja se ei ole enää tasapainossa.
Jos ilma-alus jatkaa suuntautumisen parantamista häiriön jälkeen, ilma-aluksen sanotaan olevan staattisesti epävakaa. Jos lentosuhteessa ei enää tapahdu muutoksia ja jos ilma-alus säilyttää sijainnin, mikä tarkoittaa, että ilma-aluksessa ei ole nettovoimia tai -momentteja myös uudessa suunnassa, ilma-aluksen sanotaan olevan staattisesti neutraali. Jos ilma-alukseen syntyy voimia sellaisella tavalla, että häiriötä aiheuttavat voimat torjutaan, ja ilma-alus saavuttaa alkuperäisen asemansa, ilma-aluksen sanotaan olevan staattisesti vakaa.
Lentokoneissa harkitaan kolmen tyyppisiä mittapysyvyyksiä. Näitä ovat pituussuuntainen vakaus, joka koskee nousuliikettä, suuntavakavuus, joka koskee leikkausliikettä, ja sivuttaisvakaus, joka koskee vierintäliikettä. Usein pitkittäisvakaus ja suuntavakaus ovat läheisesti toisiinsa liittyviä.
Mikä on dynaaminen vakaus?
Jos ilma-alus on staattisesti vakaa, se voi lentotyypin aikana käydä kolmella värähtelevällä liikkeellä. Kun epätasapaino esiintyy, lentokone yrittää säilyttää sijaintinsa ja saavuttaa tasapainotilan heikentyvien värähtelyjen sarjan kautta, ja lentokoneen sanotaan olevan dynaamisesti vakaa. Jos lentokone jatkaa värähtelevää liikettä ilman, että suuruus heikkenee, lentokoneen sanotaan olevan päällä dynaamisesti neutraali. Jos värähtelyn voimakkuus kasvaa ja lentokoneen suunta alkaa muuttua nopeasti, ilma-aluksen sanotaan olevan dynaamisesti epävakaa.
Ilma-alus, joka on sekä staattisesti että dynaamisesti vakaa, voidaan lentää käsin, ellei ohjaaja halua muuttaa ilma-aluksen tasapainotilaa..
Mikä on ero ilma-alusten dynaamisen ja staattisen vakauden välillä?
• Ilma-aluksen staattinen stabiilisuus kuvaa ilma-aluksen taipumusta säilyttää alkuperäinen sijainti, kun se altistuu epätasapainoisille voimille tai ilma-alukseen vaikuttaville momenteille.
• Dynaaminen vakaus kuvaa liikkumisen muotoa, jonka ilma-alus staattisesti vakaassa tilassa yrittää palata alkuperäiseen asentoonsa.
Kaavion lähteet: NASA http://history.nasa.gov