 | Эта статья требует дополнительных ссылок для проверки . ( декабрь 2007 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения ) |
Вертикальный стабилизатор , вертикальный стабилизатор или ребра , представляет собой структуру , предназначены для снижения аэродинамического бокового скольжения и обеспечивает курсовую устойчивость. Чаще всего они встречаются на транспортных средствах, таких как самолеты или автомобили . Это аналог скега на лодках и кораблях. Другие объекты, такие как ракеты или бомбы, тоже используют их. Обычно они находятся в задней части фюзеляжа или корпуса.
На самолетах вертикальные стабилизаторы обычно направлены вверх. Они также известны как вертикальное оперение и являются частью оперения самолета . Это вертикальное положение установки имеет два основных преимущества: сопротивление стабилизатора увеличивается со скоростью, что создает момент подъема носа, который помогает замедлить самолет и предотвратить опасное превышение скорости; и когда самолет кренится, стабилизатор создает подъемную силу, которая противодействует моменту крена и удерживает самолет в вертикальном положении при отсутствии управляющего воздействия. Если бы вертикальный стабилизатор был установлен снизу, он давал бы положительную обратную связь всякий раз, когда самолет пикирует или кренится, что по своей природе нестабильно . Задний конец стабилизатора обычно подвижный и называется рулем направления.; это позволяет пилоту самолета контролировать рыскание .
Часто антенны навигационных радиоприемников или приемопередатчиков воздушного диапазона размещаются внутри или внутри вертикального хвостового оперения. Во всех известных триджетах (реактивных самолетах с тремя двигателями) в вертикальном стабилизаторе находится центральный двигатель или входной канал двигателя.
У некоторых моделей самолетов есть подфюзеляжный киль под задней частью. Обычно он небольшой или может складываться вбок для приземления. И в североамериканском сверхзвуковом / гиперзвуковом экспериментальном самолете X-15 , и в немецком двухмоторном тяжелом истребителе Dornier Do 335 в конце Второй мировой войны использовались различные формы крестообразного хвостового стабилизатора поверхности.
Вертикальные стабилизаторы также использовались в автомобилях , особенно в автоспорте высшего уровня, и эта концепция возродилась как в гонках Формулы-1, так и в гонках прототипов Ле-Мана .
Типы [ править ]
Одиночный стабилизатор [ править ]
Обычный хвост [ править ]
Вертикальный стабилизатор установлен строго вертикально, а горизонтальный стабилизатор крепится непосредственно к оперению ( хвостовой части фюзеляжа). Это наиболее распространенная конфигурация вертикального стабилизатора.
Т-образный хвост [ править ]
Т-образное оперение имеет горизонтальный стабилизатор , установленный на верхнюю части вертикального стабилизатора. Его обычно можно увидеть на самолетах с задним расположением двигателя, таких как Bombardier CRJ200 , Fokker 70 , Boeing 727 , Vickers VC10 и Douglas DC-9 , а также на большинстве высокопроизводительных планеров .
Т-образные хвосты часто включают в конфигурации с двигателями, установленными на фюзеляже, чтобы удерживать горизонтальный стабилизатор подальше от выхлопного шлейфа двигателя.
Самолеты с T-образным хвостовым оперением более чувствительны к тангажу на больших углах атаки. Этот подъем по тангажу является результатом снижения подъемной способности горизонтального стабилизатора, когда он проходит через след от крыла под умеренными углами атаки. Это также может привести к глубокому срыву .
Т-образные хвостовики представляют собой структурные проблемы, поскольку нагрузки на горизонтальный стабилизатор должны передаваться через вертикальное хвостовое оперение.
Крестообразный хвост [ править ]
Крестообразное оперение расположено в виде креста, наиболее распространенная конфигурация имеет горизонтальный стабилизатор, пересекающий вертикальный оперение где-то около середины. PBY Catalina использует эту конфигурацию. Двухмоторный двухмоторный немецкий истребитель Dornier Do 335 времен Второй мировой войны использовал крестообразное хвостовое оперение, состоящее из четырех отдельных поверхностей, расположенных в спинном, брюшном и обоих горизонтальных положениях, для формирования крестообразного хвостового оперения прямо перед задним винтом. .
Dassault Falcon известен своим крестообразным хвостом.
Несколько стабилизаторов [ править ]
Двойной хвост [ править ]
Вместо одного вертикального стабилизатора у самолета со сдвоенным хвостом их два. Они расположены вертикально и пересекаются или устанавливаются на концах горизонтального стабилизатора. Beechcraft Model 18 и многие современные военные самолеты , такие как американский F-14 , F-15 и F / A-18 используют эту конфигурацию. F / A-18, F-22 Raptor и F-35 Lightning IIиметь хвостовые плавники, которые наклонены наружу до такой степени, что они имеют некоторый авторитет в качестве горизонтальных рулевых поверхностей; Оба самолета предназначены для отклонения рулей внутрь во время взлета для увеличения момента тангажа. Двойное хвостовое оперение может быть H-образным, сдвоенным оперением / рулем направления, прикрепленным к единственному фюзеляжу, например North American B-25 Mitchell или Avro Lancaster , или двойным хвостовым оперением, причем задний планер состоит из двух отдельных фюзеляжей, каждый из которых имеет по одному единственному оперению / руля направления, например Lockheed P-38 Lightning или крытый вагон C-119 .
Тройной хвост [ править ]
Разновидность двойного оперения, имеет три вертикальных стабилизатора. Примером такой конфигурации является Lockheed Constellation . На Constellation это было сделано для того, чтобы дать самолету максимальную площадь вертикальной стабилизации при сохранении достаточно низкой общей высоты, чтобы он мог поместиться в ангарах для обслуживания .
Квадратный хвост [ править ]
Еще одна вариация на двухстворчатом оперении с четырьмя вертикальными стабилизаторами. Наиболее ярким примером является самолет Northrop Grumman E-2 Hawkeye AEW&C, используемый ВМС США . Другой возможный пример - Xian KJ-600 , который разрабатывается и, по слухам, в ближайшем будущем будет служить флоту Народно-освободительной армии .
V-образный хвост [ править ]
V-образное оперение не имеет четких вертикальных или горизонтальных стабилизаторов. Скорее, они объединены в управляющие поверхности, известные как рули направления, которые контролируют как тангаж, так и рыскание. Расположение похоже на букву V и также известно как хвост бабочки . Эта конфигурация используется в Beechcraft Bonanza Model 35 , в Lockheed F-117 Nighthawk , Northrop YF-23 и во многих самодельных планерах серии HP Ричарда Шредера .
Winglet [ править ]
Крылья выполняли двойную функцию в конфигурации VariEze и Long-EZ Берта Рутана - толкателя " утка" , выступая одновременно в качестве законцовки крыла и вертикального стабилизатора. Этот элемент конструкции используется в нескольких других модификациях этих и других подобных самолетов.
Плавники [ править ]
Вертикальные стабилизаторы также известны как «плавники». [1]
Вертикальный стабилизатор часто использует небольшой галтель или «спинной плавник» на его переднем основании, что помогает увеличить угол сваливания на вертикальной поверхности (благодаря вихревой подъемной силе) и предотвратить явление, называемое блокировкой руля направления или разворотом руля направления. Блокировка руля направления происходит, когда сила, действующая на отклоненный руль направления (при устойчивом боковом скольжении ), внезапно меняет направление на противоположное, когда вертикальный стабилизатор останавливается. Это может привести к застреванию руля направления при полном отклонении, и пилот не сможет его повторно центрировать. [2]
Спинной плавник был представлен в 1940-х годах, как и на Douglas DC-4 1942 года , до появления обводов крыла прототипов истребителей 1970-х годов, таких как YF-16 (преобразованный в F16) или YF-17 (преобразованный в F18). [3]
Использование в автомобилях [ править ]
Хотя вертикальные стабилизаторы также использовались в некоторых гоночных автомобилях, таких как Jaguar D-type 1955 года , концепция до недавнего времени использовалась редко. Он возродился в гонках на выносливость в Формуле 1 и Ле-Мане , где его иногда называют « акульим плавником». Его основная цель - уменьшить внезапные рыскания, вызванные высокой скоростью, которые могут привести к переворачиванию автомобилей из-за подъемной силы при экстремальных углах рыскания во время поворота или вращения. С 2011 года вертикальный стабилизатор стал обязательным для всех недавно омологированных прототипов Ле-Мана . [4]
Некоторые команды Формулы 1 использовали вертикальный стабилизатор как способ прервать воздушный поток к заднему крылу, уменьшив сопротивление, наиболее радикальной системой был «F-образный канал», обнаруженный в McLaren MP4-25 (и позже скопированный Ferrari в Ferrari F10. ). По требованию водителя эта система отводила воздух из воздуховода в передней части автомобиля через туннель в вертикальном стабилизаторе на заднее крыло, чтобы остановить его и уменьшить сопротивление на прямых участках, на которых не требовалась прижимная сила. Система была запрещена в сезоне Формулы-1 2011 года, а вертикальные стабилизаторы были полностью заменены рудиментарными ремнями в сезоне 2018 года. [5]
См. Также [ править ]
- Спинной плавник
- Подводный парус
- Стабилизатор (воздухоплавание)
- Lamborghini Veneno , дорожный суперкар с вертикальным стабилизатором
Ссылки [ править ]
- Перейти ↑ Kumar, Bharat (2005). Иллюстрированный авиационный словарь . Нью-Йорк: Макгроу Хилл. п. 272. ISBN. 0 07 139606 3.
- ^ Сайт NASA Flight Образование архивации 27 февраля 2009, в Wayback Machine
- ^ Bjorn Fehrm (1 марта 2019). "Угол Бьорна: устойчивость по рысканью, Часть 2" . Leeham News .
- ^ "Новый Audi R18 LMP1" . 2010-12-13 . Проверено 30 марта 2011 .
- ^ "Что нового в 2018?" . Formula 1® - Официальный веб-сайт F1® . Проверено 14 ноября 2019 .
