 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Стабилизатора , также известный как горизонтальный стабилизатор , представляет собой небольшой подъемное поверхность , расположенную на хвосте ( оперения ) позади основных подъемных поверхностей с неподвижным крылом самолета , а также других не самолетов , таких как вертолеты и автожиров . Не все самолеты имеют хвостовое оперение. У самолетов « утка» , « бесхвостка» и « летающее крыло» нет отдельного оперения, а у самолетов с V-образным оперением вертикальный стабилизатор и руль направления., а хвостовое оперение и руль высоты объединены, чтобы сформировать две диагональные поверхности в V-образной компоновке.
Функция хвостового оперения - обеспечение устойчивости и управляемости. В частности, хвостовое оперение помогает приспособиться к изменениям положения центра давления или центра тяжести, вызванных изменениями скорости и положения, расходом топлива или падением груза или полезной нагрузки.
Типы планеров [ править ]
Оперение состоит из фиксированного горизонтального стабилизатора и подвижного руля высоты. Помимо формы в плане , он отличается:
- Количество хвостовых оперений - от 0 ( бесхвостка или утка ) до 3 ( триплан Roe ).
- Расположение хвостового оперения - установлен высоко, посередине или низко на фюзеляже, киле или хвостовой балке.
- Неподвижный стабилизатор и подвижные поверхности руля высоты, или отдельный комбинированный стабилизатор, или (все) летающее оперение . [1] ( General Dynamics F-111 Aardvark )
Некоторым локациям присвоены особые названия:
- Крестообразная форма : посередине на плавнике ( Hawker Sea Hawk , Sud Aviation Caravelle )
- Т-образное оперение : высоко установленное на киле ( Gloster Javelin , Boeing 727 )
На фюзеляже | Крестообразный | Т-образный хвост | Летающий хвостовой оперение |
Стабильность [ править ]
Крыло с обычным профилем крыла отрицательно сказывается на продольной устойчивости. Это означает, что любое возмущение (например, порыв ветра), которое поднимает нос, вызывает подъемный момент, который имеет тенденцию поднимать нос еще больше. При таком же возмущении наличие хвостового оперения создает восстанавливающий момент тангажа при опускании носа, который может противодействовать естественной нестабильности крыла и сделать самолет продольно устойчивым (почти так же, как флюгер всегда направлен против ветра).
Продольная устойчивость самолета может измениться, когда он летит "без рук"; т.е. когда органы управления полетом подвержены аэродинамическим силам, но не силам воздействия пилота.
Демпфирование [ править ]
В дополнение к возвращающей силе (которая сама по себе вызывает колебательное движение) хвостовое оперение дает демпфирование. Это вызвано относительным ветром, видимым хвостом при вращении самолета вокруг центра тяжести. Например, когда летательный аппарат колеблется, но на мгновение выравнивается с движением транспортного средства в целом, хвостовое оперение по-прежнему видит относительный ветер, противодействующий колебаниям.
Лифт [ править ]
В зависимости от конструкции самолета и режима полета его хвостовое оперение может создавать положительную подъемную силу или отрицательную подъемную силу (прижимную силу). Иногда предполагается, что на устойчивом самолете это всегда будет чистая прижимная сила, но это неверно. [2]
На некоторых новаторских конструкциях, таких как Bleriot XI , центр тяжести находился между нейтральной точкой и хвостовым оперением, что также обеспечивало положительную подъемную силу. Однако такое расположение может быть нестабильным, и с такими конструкциями часто возникают серьезные проблемы с обращением. Требования к стабильности не были поняты незадолго до Первой мировой войны - эпохи, когда британский бристольский разведчикЛегкий биплан был разработан для гражданского использования с подъемным хвостовым оперением с аэродинамическим профилем на протяжении всего периода его производства, вплоть до начала Первой мировой войны и британской военной службы в 1914-1916 гг., когда стало понятно, что перемещение центра тяжести вперед позволяло использовать без подъемного хвостового оперения, в котором подъемная сила номинально не положительна и не отрицательна, а равна нулю, что приводит к более стабильному поведению. [3] Более поздние примеры самолетов из Первой мировой войны и в последующие годы в межвоенные годы , которые имели положительные горизонтальное оперение подъема включают в себя, в хронологическом порядке, в Сопвич верблюд , Charles Lindbergh «s Дух Сент - Луиса , то Gee Bee Model RRacer - все самолеты с репутацией сложного в управлении, а также более легкий в управлении двухместный канадский учебно-тренировочный биплан Fleet Finch , который сам имеет крыло с плоским дном и крыло, мало чем отличающееся от более раннего Bristol Scout. Но с осторожностью подъемное оперение можно сделать устойчивым. В качестве примера можно привести ракетный перехватчик Bachem Ba 349 Natter с вертикальным взлетом и посадкой, который имел поднимающееся хвостовое оперение и был устойчивым и управляемым в полете. [4]
Во многих современных обычных самолетах центр тяжести расположен впереди нейтральной точки . [ Необходимая цитата ] Подъемная сила крыла затем создает понижающий момент вокруг центра тяжести, который должен уравновешиваться повышающим моментом (подразумевающим отрицательную подъемную силу) от хвостового оперения. Недостатком является то, что он создает триммерное сопротивление .
Активная стабильность [ править ]
В этом разделе не процитировать любые источники . ( Март 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Использование компьютера для управления лифтом позволяет управлять аэродинамически нестабильным самолетом таким же образом.
Такие самолеты, как F-16 , управляются с искусственной устойчивостью. Преимущество этого заключается в значительном снижении лобового сопротивления хвостового оперения и улучшенной маневренности.
Mach tuck [ править ]
На околозвуковых скоростях самолет может испытывать сдвиг назад в центре давления из-за накопления и движения ударных волн. Это вызывает момент тангажа с опусканием носа, называемый складкой Маха . Для поддержания равновесия может потребоваться значительное усилие дифферента, и это чаще всего обеспечивается с помощью всего хвостового оперения в виде полностью летающего хвостового оперения или стабилизатора.
Контроль [ править ]
В этом разделе не процитировать любые источники . ( Март 2020 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
У хвостового оперения обычно есть средства, позволяющие пилоту контролировать подъемную силу, создаваемую хвостовым оперением. Это, в свою очередь, вызывает в самолете момент тангажа вверх или нос вниз, который используется для управления самолетом по тангажу.
Лифт Обычный стабилизаторе обычно имеет навесной кормовую поверхность , называемую лифтом ,
Стабилизатор или цельноповоротное хвостовое оперение. В трансзвуковом полете ударные волны, создаваемые передней частью хвостового оперения, выводят из строя любой руль высоты. Цельноповоротный хвост был разработан британцами для Miles M.52 , но впервые увидел трансзвуковой полет на Bell X-1 ; Bell Aircraft Corporation включила устройство дифферента руля высоты, которое могло изменять угол атаки всего хвостового оперения. Это избавило программу от дорогостоящего и трудоемкого восстановления самолета. [ необходима цитата ]
Теперь околозвуковые и сверхзвуковые самолеты имеют цельноповоротные хвостовые опоры для противодействия подъему Маха и сохранения маневренности при полете со скоростью выше критического числа Маха . Эта конфигурация, обычно называемая стабилизатором , часто упоминается как « цельноповоротный » или «полностью летающий» хвостовой стабилизатор.
См. Также [ править ]
- Система управления полетом самолета
- Поверхности управления полетом
- Стабилизатор (воздухоплавание)
- Т-образный хвост
- Вкладка обрезки
Ссылки [ править ]
- ↑ Андерсон, Джон Д., Введение в полет , 5-е изд, стр. 517
- ↑ Burns, BRA (23 февраля 1985 г.), «Canards: Design with Care», Flight International , стр. 19–21.
Заблуждение, что хвостовые самолеты всегда загружают хвостовые части. Обычно это так, с закрылками вниз и в передних положениях cg, но с закрылками вверх на корме cg нагрузки на хвост при большой подъемной силе часто положительны (вверх), хотя максимальная грузоподъемность оперения достигается редко.
. стр.19 стр.20 стр.21 - ^ Ответы корреспондентам, Flight, 2 ноября 1916 г., стр. 962; «Подъемное хвостовое оперение» - это тот, который обычно несет определенную нагрузку и поэтому часто изгибается, чтобы сделать его более эффективным. Например, хвостовые части старых бипланов Farman были «подъемными хвостовыми самолетами» и на самом деле были довольно сильно изогнуты. Под не поднимающимся хвостовым оперением понимается тот, который в нормальном полете не несет какой-либо части груза, а просто "плывет". обычно, хотя и не всегда, состоит из симметричного сечения, т. е. представляет собой либо идеально плоскую плоскость, состоящую из каркаса из стальных труб, либо состоящую из лонжеронов и ребер по образцу основных плоскостей, но симметричную по сечение и выпуклость с обеих сторон. Объектом последней формы сечения, конечно же, являетсячтобы обеспечить хорошую «обтекаемую» форму, обеспечивающую минимальное сопротивление. Во время полета постоянно возникает ситуация, когда такой хвостовой самолет на мгновение нагружается, причем нагрузка направляется вверх или вниз в зависимости от обстоятельств, и тогда, конечно, хвостовой самолет уже не является, строго говоря, «неподъемным». ... не поднимающийся хвостовой оперение не всегда симметрично в сечении. Некоторые дизайнеры отдают предпочтение секциям, у которых верхняя поверхность выпуклая, а нижняя - идеально ровная. Причины, обычно выдвигаемые для использования такой секции, заключаются в том, что, поскольку хвостовые плоскости могут - и, действительно, часто работают - при понижении тяги от главных плоскостей, хвостовая плоскость, установленная параллельно траектории движения машины, или другими словами параллельно карданному валу,фактически подвергается нагрузке, действующей в нисходящем направлении. Несимметричная хвостовая плоскость, подобная упомянутой выше, все еще дает определенную подъемную силу по углу падения, тогда как симметричная секция, конечно, не дает подъемной силы, когда угол падения равен нулю. Таким образом, плоско-выпуклая секция имеет тенденцию из-за небольшого подъема при любом угле падения противодействовать эффекту нисходящей тяги крыльев, и поэтому можно сказать, что она эквивалентна плоской или обтекаемой плоскости, установленной под небольшим углом. к карданному валу. Хвостовое оперение BE2C, как и на большинстве современных машин, является неподъемным ».не дают никакого толчка, когда частота встречаемости равна нулю. Таким образом, плоско-выпуклая секция имеет тенденцию из-за небольшого подъема при любом угле падения противодействовать эффекту нисходящей тяги крыльев, и поэтому можно сказать, что она эквивалентна плоской или обтекаемой плоскости, установленной под небольшим углом. к карданному валу. Хвостовое оперение BE2C, как и на большинстве современных машин, является неподъемным ».не дают никакого толчка, когда частота встречаемости равна нулю. Таким образом, плоско-выпуклая секция имеет тенденцию из-за небольшого подъема при любом угле падения противодействовать эффекту нисходящей тяги крыльев, и поэтому можно сказать, что она эквивалентна плоской или обтекаемой плоскости, установленной под небольшим углом. к карданному валу. Хвостовое оперение BE2C, как и на большинстве современных машин, является неподъемным ».[1]
- ^ Грин, Вт .; Боевые самолеты Третьего рейха , Macdonald and Jane's, 1970 год.
