Элерон - Aileron

Для группы см. Элероны.
Альерон А-44 (PSF) .png
Самолет "кренится" или "крен" с элеронами.
Триммер элеронов и крена легкий летательный аппарат

An элерон (По-французски «крылышко» или «плавник») - шарнирный поверхность управления полетом обычно является частью задний край каждого крыло из самолет. Элероны используются попарно для управления самолетом в рулон (или передвижение вокруг самолета продольная ось ), что обычно приводит к изменению траектории полета из-за наклона подъемник вектор. Движение вокруг этой оси называется «креном» или «креном».

Существуют серьезные разногласия по поводу признания изобретения элерона. В Братья Райт и Гленн Кертисс боролся долгие годы судебная тяжба над патентом Райта 1906 года, в котором описан метод деформации крыла для достижения бокового контроля. Братья одержали победу в нескольких судебных решениях, в которых было установлено, что использование элеронов Кертиссом нарушает патент Райта. В конечном итоге Первая мировая война вынудил правительство США издать правовое решение. Более ранняя концепция элеронов была запатентована в 1868 году британским ученым. Мэттью Пирс Уотт Бултон, основанный на его статье 1864 г. О воздушном движении.

История

В статье Бултона 1864 года «О воздушном движении» описывается несколько конструкций, включая элероны.

Название «элерон» от французского, означающее «маленькое крыло», также относится к конечности птичьих крыльев использовали для управления их полетом.[1][2] Впервые оно появилось в печати в 7-м издании франко-английского словаря Касселя за 1877 г., где в главном значении было «маленькое крыло».[3] В контексте самолетов с двигателями он появился в печати примерно в 1908 году. До этого элероны часто назывались рули, их старший технический собрат, без различия между их ориентациями и функциями, или, более описательно, как горизонтальные рули (На французском, gouvernails Horizontaux). Одним из первых печатных авиационных вариантов использования «элеронов» было упоминание во французском авиационном журнале. L'Aérophile 1908 г.[4]

Элероны более или менее полностью вытеснили другие формы бокового управления, такие как искривление крыла примерно к 1915 году, намного позже функции руля направления и лифт управление полетом было в значительной степени стандартизировано. Хотя ранее существовало много противоречивых заявлений о том, кто первым изобрел элероны и их функции, то есть управление поперечным смещением или креном,[4] устройство управления полетом было изобретено и описано британским ученым и метафизиком Мэттью Пирс Уотт Бултон в его статье 1864 года О воздушном движении. Он был первым, кто запатентовал систему управления элеронами в 1868 году.[4][5][6][7]

Описание Боултоном его системы управления боковым полетом было «первым из имеющихся у нас свидетельств признания необходимости активного бокового управления в отличие от [пассивной боковой устойчивости] ...». С этим изобретением Бултона мы имеем дело с рождением сегодняшнего дня. трехконтактный метод управления с воздуха ", как похвалил Чарльз Мэнли.[8] Это также было одобрено C.H. Гиббс-Смит.[9][10] Британский патент Бултона № 392 от 1868 года, выданный примерно за 35 лет до того, как элероны были «изобретены заново» во Франции, был забыт и утерян из виду до тех пор, пока устройство управления полетом не стало широко использоваться.[11][Примечание 1] Гиббс-Смит несколько раз заявлял, что если патент Бултона был раскрыт во время Братья Райт 'юридические документы, они, возможно, не могли претендовать на приоритет изобретения для бокового управления летательными аппаратами. Тот факт, что братья Райт смогли получить патент в 1906 году, не отменяет потерянное и забытое изобретение Бултона.[9]

Элероны не использовались на пилотируемых самолетах, пока они не использовались на Роберт Эно-Пелтери планер в 1904 году,[4][12] хотя в 1871 году французский военный инженер, Чарльз Ренар, построил и управлял беспилотным планером с элеронами на каждой стороне (которые он назвал «крылышками»), приводимыми в действие одноосным устройством автопилота, управляемым маятником в стиле Бултона.[13]

Первопроходец в области авиации США Октав Шанют опубликованы описания и чертежи Братья Райт ' Планер 1902 года в ведущем авиационном журнале дня, L'Aérophile в 1903 году. Это побудило французского военного инженера Эсно-Пелтери построить в 1904 году планер в стиле Райта, в котором вместо элеронов использовались элероны. искривление крыла.[4] Французский журнал L'Aérophile затем опубликовал фотографии элеронов планера Эно-Пельтери, которые были включены в его статью в июне 1905 года, а его элероны впоследствии были широко скопированы.[7][14][15]

Братья Райт использовали деформацию крыла вместо элеронов для управления креном на своих планерах в 1902 году, а около 1904 года Флаер II был единственным самолетом своего времени, способным выполнять скоординированный поворот по крену. В первые годы полетов с двигателями Райт лучше контролировал крен на своих конструкциях, чем самолеты, которые использовали подвижные поверхности. С 1908 года, когда конструкция элеронов была усовершенствована, стало ясно, что элероны были намного более эффективными и практичными, чем деформация крыла. Преимущество элеронов также в том, что они не ослабляли конструкцию крыла самолета, в отличие от техники деформации крыла.[4] что было одной из причин решения Эно-Пелтери перейти на элероны.[15]

К 1911 году на большинстве бипланов использовались элероны, а не деформация крыла - к 1915 году элероны стали почти универсальными и на монопланах. Правительство США, разочарованное отсутствием достижений в области авиации в стране за годы, предшествовавшие Первая Мировая Война, обеспечил соблюдение патентного пула, положив конец Патентная война братьев Райт.[16][17][18] Компания Wright в то же время незаметно изменила управление полетом самолета с деформации крыла на использование элеронов.

Другие конструкторы ранних элеронов

Другие, которые ранее считались первыми, кто представил элероны, включали:

  • Американец Джон Дж. Монтгомери включал подпружиненные закрылки задней кромки на его втором планере (1885 г.): они использовались пилотом как элероны. В 1886 году его третий планер использовал вращение всего крыла, а не только задней кромки для управления креном. По его собственным словам, все эти изменения в дополнение к использованию им руля высоты для управления по тангажу обеспечили «полный контроль над машиной на ветру, предотвращая ее сбой».[19]
  • Новозеландец Ричард Пирс по общему мнению, еще в 1902 году он совершил полет на моноплане с небольшими элеронами, но его утверждения спорны - а иногда и непоследовательны - и даже по его собственным отчетам, его самолет плохо контролировался.
1912 год Фарман HF.20 биплан с элероны одностороннего действия навесной от заднего лонжерона. В состоянии покоя элероны свешиваются вниз, а при полете они подталкиваются вверх под действием силы воздуха и тянутся вниз по тросу для обеспечения управления.
  • В 1906 г. Альберто Сантос-Дюмон с 14-бис был одним из первых летательных аппаратов, оборудованных элеронами, поскольку в ноябре того же года он был модифицирован с добавлением межплановых элеронов восьмиугольной формы в крайних отсеках крыла для заключительных летных сессий Шато де Багатель основания; но эти поверхности управления креном не были настоящими элеронами "задней кромки", шарнирно прикрепленными непосредственно к каркасу панелей крыла - для 14-бис они вместо этого поворачивались вокруг горизонтальной оси с центром вперед подвесные межпланетные стойки и выступали вперед за передние кромки крыльев.
  • 18 мая 1908 года инженер-авиаконструктор. Фредерик Болдуин, член Ассоциация Воздушных Экспериментов возглавляемый Александр Грэхем Белл, управляли своим первым самолетом с элеронами, Белое крыло AEA,[6] который позже был скопирован пионером авиации США Гленн Кертисс[20] в том же году с AEA Июньская ошибка.
  • Генри Фарман Элероны на его 1909 г. Фарман III были первыми, кто напоминал элероны на современных самолетах, поскольку они были шарнирно прикреплены непосредственно к конструкции крыла в плане, и, таким образом, рассматривались как имеющие обоснованные претензии в качестве предка современных элеронов.[6]
  • Элероны крыла законцовки также использовались на современных Блерио VIII - первый из известных летных аппаратов, использующий джойстик и руль направления новаторской формы современные средства управления полетом[21] в одном корпусе, а в 1911 году Curtiss Модель D толкатель Биплан имел прямоугольные межплоскостные элероны по размаху размаха, аналогичные элеронам окончательной формы Сантос-Дюмон 14-бис,[15] но установлен и поворачивается снаружи тыл вместо них межпланетные стойки.
  • Еще одним очень поздним участником конкурса был американец, Уильям Уитни Рождество, который утверждал, что изобрел элероны в патенте 1914 года на то, что станет Рождественская пуля который был построен в 1918 году.[22] Оба прототипа "Bullet" разбились во время своих первых "полетов", когда их крылья сломались в полете из-за трепетать в результате намеренного снятия ограничений.

Патенты и судебные иски

Патентный поверенный братьев Райт из Огайо Генри Тулмин подали обширную заявку на патент, и 22 мая 1906 года братьям был предоставлен патент США 821393.[23] Важность патента заключалась в заявлении о новом и полезном методе контролирующий самолет. Патентная заявка включала требование о боковом управлении полетом самолета, которое не ограничивалось деформацией крыла, а посредством любых манипуляций с «… угловыми соотношениями боковых краев самолетов [крыльев] .... противоположные направления ». Таким образом, в патенте прямо указано, что другие методы, помимо деформации крыла, могут использоваться для регулировки внешних частей крыльев самолета под разными углами с правой и левой сторон для достижения контроля поперечного крена. Джон Дж. Монтгомери был выдан патент США 831173 [24] почти одновременно с его методами искривления крыльев. И патент братьев Райт, и патент Монтгомери были рассмотрены и утверждены одним и тем же патентным экспертом Патентного ведомства США Уильямом Таунсендом.[25] В то время Таунсенд указал, что оба метода деформации крыла были изобретены независимо и достаточно сильно различались, чтобы каждый оправдал получение собственного патента.

Множество судебных решений в США одобряли обширный патент Райта, который братья Райт стремились обеспечить с помощью лицензионных сборов от 1000 долларов за самолет.[4][26] и, как говорят, до 1000 долларов в день.[27] По словам Луи С. Кейси, бывшего куратора Смитсоновский музей авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия, и другими исследователями, благодаря полученному патенту Райты твердо стояли на позиции, согласно которой все полеты с использованием контроля бокового крена в любой точке мира будут осуществляться только по их лицензии.[27]

Впоследствии Райт были втянуты в многочисленные судебные процессы, возбужденные ими против авиастроителей, использовавших боковые органы управления полетом, и, следовательно, братьев обвиняли в том, что они сыграли «... важную роль в отсутствии роста и конкуренции в авиационной отрасли в Соединенных Штатах по сравнению с другими странами. такие страны, как Германия, до и во время Первой мировой войны ".[26] Годы затяжных юридических конфликтов последовали со многими другими авиастроителями, пока США не вступили в Первую мировую войну, когда правительство заключило законодательное соглашение между сторонами, которое привело к выплате роялти в размере 1% Райтам.[27]

Дальнейшая информация: Патентная война братьев Райт

Продолжающиеся споры

Сегодня все еще существуют противоречивые утверждения о том, кто первым изобрел элероны. Другие инженеры и ученые XIX века, в том числе Чарльз Ренар, Альфонс Пено, и Луи Муйяр, описал похожие поверхности управления полетом. Еще одна техника управления боковым полетом, искривление крыла, также описывался или экспериментировался несколькими людьми, в том числе Жан-Мари Ле Брис, Джон Монтгомери, Клемент Адер, Эдсон Галлоде, Д.Д. Уэллс и Хьюго Маттуллат.[4][28] Историк авиации C.H. Гиббс-Смит писал, что элерон был «… одним из самых замечательных изобретений… в истории авиации, которое сразу же было потеряно из виду».[4]

В 1906 г. Братья Райт получил патент не на изобретение самолета (который существовал в течение нескольких десятилетий в виде планеров), а на изобретение системы аэродинамического управления, которая манипулировала поверхностями летательного аппарата, включая управление боковым полетом,[29] несмотря на то что рули, лифты и элероны были изобретены ранее.

Динамика полета

А Як-52 использование элеронов для поворота против часовой стрелки во время пилотажного маневра

Пары элеронов обычно соединены между собой так, что, когда один перемещается вниз, другой перемещается вверх: идущий вниз элерон увеличивает лифт на своем крыле, в то время как восходящий элерон снижает подъемную силу на своем крыле, создавая крен (также называемый «креном») момент относительно продольной оси самолета (которая простирается от носа до хвоста самолета).[30] Элероны обычно располагаются около кончик крыла, но иногда может располагаться и ближе к корень крыла. Современные авиалайнеры также могут иметь вторую пару элеронов на крыльях, и термины «внешний элерон» и «внутренний элерон» используются для описания этих положений соответственно.

Нежелательный побочный эффект работы элеронов: неблагоприятный рыскание —А рыскание момент в направлении, противоположном рулону. Использование элеронов для поворота самолета вправо вызывает рыскание влево. По мере того, как самолет катится, неблагоприятный рыскание частично вызывается изменением тянуть между левым и правым крылом. Поднимающееся крыло создает увеличенную подъемную силу, что приводит к увеличению индуцированное сопротивление. Опускающееся крыло создает пониженную подъемную силу, что снижает индуцированное сопротивление. Сопротивление профиля, вызванное отклоненными элеронами, может еще больше усилить разницу, наряду с изменениями векторов подъемной силы, когда один вращается назад, а другой вращается вперед.

1937 год Вако ВКС-7 Биплан кабины с парами четырехместных элеронов, соединенных внешним вертикальным соединителем для упрощения системы управления элеронами. Таким образом, элероны с каждой стороны движутся вместе вверх или вниз.

В согласованный поворот, неблагоприятный рысканье эффективно компенсируется использованием руль, что приводит к возникновению боковой силы на вертикальном оперении, которая противодействует неблагоприятному рысканию, создавая благоприятный момент рыскания. Другой метод компенсации - это 'дифференциальные элероны ', которые были настроены таким образом, что нисходящий элерон отклоняется меньше, чем восходящий. В этом случае противоположный момент рыскания создается разницей в перетаскивание профиля между левым и правым законцовками крыла. Элероны Frize Подчеркнуть этот дисбаланс лобового сопротивления профиля, выступая под крыло отклоненного вверх элерона, чаще всего за счет того, что он немного поворачивается за передней кромкой и около нижней части поверхности, при этом нижняя часть передней кромки поверхности элерона выступает немного ниже крыла. нижней поверхности, когда элерон отклоняется вверх, что существенно увеличивает сопротивление профиля на этой стороне. Элероны также могут быть спроектированы для использования комбинации этих методов.[30]

Когда элероны находятся в нейтральном положении, крыло с внешней стороны разворота развивает большую подъемную силу, чем противоположное крыло, из-за изменения воздушной скорости по размаху крыла, что приводит к продолжению крена самолета. Однажды желаемое угол крена (градус поворота вокруг продольной оси) пилот использует противоположные элероны, чтобы предотвратить увеличение угла крена из-за этого изменения подъемной силы по размаху крыла. Это незначительное противоположное использование контроля должно сохраняться на протяжении всего хода. Пилот также использует небольшое количество руль в том же направлении, что и разворот, чтобы противодействовать неблагоприятному рысканью и производить «скоординированный» разворот, при котором фюзеляж параллельна траектории полета. Простая шкала на приборной панели называется индикатор скольжения, также известный как «мяч», указывает, когда достигается эта координация.[30]

Компоненты элеронов

Рупоры и аэродинамические противовесы

Виден рог элеронов, выходящий из крыла на верхнем крыле Fokker Dr.I.

В частности, на больших или более быстрых самолетах силы управления могут быть чрезвычайно большими. Заимствованное у лодок открытие, которое расширяет площадь поверхности управления перед шарниром, облегчает необходимое усилие, впервые появившееся на элеронах во время Первой мировой войны, когда элероны были выдвинуты за законцовку крыла и снабжены звуковым сигналом перед шарниром. Известные как консольные элероны, возможно, наиболее известными примерами являются Fokker Dr.I и Фоккер Д.VII. Более поздние образцы привели противовес в соответствие с крылом, чтобы улучшить управляемость и уменьшить сопротивление. Сейчас это наблюдается реже из-за элеронов типа Фризе.[требуется разъяснение ] что дает такое же преимущество.[нужна цитата ]

Обрезка вкладок

Основная статья: Вкладка обрезки

Триммеры представляют собой небольшие подвижные секции, напоминающие уменьшенные в масштабе элероны, расположенные на задней кромке элерона или рядом с ней. На большинстве воздушных судов с воздушным винтом вращение пропеллера (ов) вызывает противодействие крену из-за Третий закон движения Ньютона, в том, что каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Чтобы избавить пилота от необходимости оказывать постоянное давление на ручку в одном направлении (что вызывает усталость), предусмотрены триммеры для регулировки или обрезать давление, необходимое против любого нежелательного движения. Сам язычок отклоняется по отношению к элерону, заставляя элерон двигаться в противоположном направлении. Триммеры бывают двух видов: регулируемые и фиксированные. Фиксированный триммер вручную изгибается до требуемого отклонения, а регулируемым триммером можно управлять из кабины, чтобы можно было компенсировать различные настройки мощности или положения в полете. Некоторые большие самолеты 1950-х годов (в том числе Canadair Argus ) использовали свободно плавающие управляющие поверхности, которыми пилот управлял только через отклонение триммера, в этом случае были также предусмотрены дополнительные выступы для точной настройки управления для обеспечения прямого и горизонтального полета.[нужна цитата ]

Лопаты

Дополнительный самолет объемом 300 л, снизу, видны четырехугольные лопатки светлого цвета примерно в середине крыла.

Лопаты представляют собой плоские металлические пластины, обычно прикрепленные к нижней поверхности элеронов перед шарниром элеронов с помощью рычага. Они уменьшают силу, необходимую пилоту для отклонения элеронов, и их часто можно увидеть на пилотажный самолет. Когда элерон отклоняется вверх, лопата создает направленную вниз аэродинамическую силу, которая имеет тенденцию вращать весь узел так, чтобы дополнительно отклонить элерон вверх. Размер лопаты (и ее плеча рычага) определяет, сколько силы нужно приложить пилоту, чтобы отклонить элерон. Лопата работает так же, как и рог, но более эффективна из-за более длинной момент рука.[нужна цитата ]

Весовые балансиры

Массовая балансировка шарнирных элеронов Фризе на Messerschmitt Bf 110 "zerstörer"

Чтобы увеличить скорость дрожания руля (аэроупругий флаттер ) может стать риском, центр гравитации поверхности управления перемещается к линии шарнира этой поверхности. Для этого к передней части элерона могут быть добавлены свинцовые грузы. В некоторых самолетах конструкция элеронов может быть слишком тяжелой, чтобы позволить этой системе работать без чрезмерного увеличения веса элерона. В этом случае вес может быть добавлен к плечу рычага, чтобы переместить вес далеко вперед к корпусу элерона. Эти балансировочные грузы имеют каплевидную форму (для уменьшения сопротивления), благодаря чему они выглядят совершенно иначе, чем лопаты, хотя оба выступают вперед и ниже элеронов. Помимо снижения риска флаттера, балансировка масс также снижает усилия на рукоятке, необходимые для перемещения руля при маневрах.[нужна цитата ]

Заборы элеронов

Некоторые конструкции элеронов, особенно когда они установлены на стреловидных крыльях, включают ограждения, такие как заборы крыла заподлицо с их внутренней плоскостью, чтобы подавить некоторую составляющую размаха воздушного потока, проходящего через верхнюю часть крыла, который имеет тенденцию нарушать ламинарный поток над элероном при отклонении вниз.[нужна цитата ]

Типы элеронов

Элероны одностороннего действия

Используется во время довоенная "пионерская эра" авиации и в первые годы Первой мировой войны каждый из этих элеронов управлялся одним тросом, который тянул элероны вверх. Когда самолет находился в покое, элероны висели вертикально вниз. Этот тип элеронов использовался на Фарман III биплан 1909 года и Короткий 166. «Обратная» версия этого, использующая деформацию крыла, существовала на более поздняя версия Santos-Dumont Красавица, из-за чего только законцовки крыла искривлялись «вниз».[31] Одним из недостатков этой установки была большая тенденция к рысканию, чем даже с базовыми взаимосвязанными элеронами.[32] В течение 1930-х годов на некоторых легких самолетах использовались органы управления одностороннего действия, но использовались пружины для возврата элеронов в их нейтральное положение при отпускании ручки управления.

Элероны крыла

Blériot VIII с элеронами законцовок крыла в 1908 году отклонился на небольшой правый берег.

Используется на первом в мире планере, чтобы иметь комбинацию элементов управления "джойстик / руль направления", которая непосредственно привела к современному система управления полетом, то Блерио VIII в 1908 г.,[33] в некоторых конструкциях ранних самолетов использовались элероны "законцовки крыла", в которых вся законцовка крыла поворачивалась для обеспечения контроля крена как отдельной поворотной поверхности управления креном - Ошибка июня AEA использовали их форму, причем оба экспериментальных немецких Fokker V.1 1916 года и более ранние версии цельнодуралевого металлического демонстрационного моноплана Junkers J 7 с их использованием - J 7 вел прямо к Юнкерс Д.И. цельнодуралевый металлический немецкий истребитель образца 1918 года, имевший условно навесные элероны. Основная проблема с этим типом элеронов - опасная тенденция к стойло при агрессивном использовании, особенно если самолет уже находится в опасности сваливания, отсюда и использование в первую очередь на прототипах и их замена на серийных самолетах с более обычными элеронами.

Элероны Frize

Инженер Лесли Джордж Фризе (1897–1979) Bristol Airplane Company [34] разработали форму элерона, которая поворачивается примерно на 25-30% линии хорды и около его нижней поверхности [1], чтобы уменьшить силу рукояти, поскольку в 1930-х годах самолет стал быстрее. Когда элерон отклоняется вверх (чтобы его крыло опускалось), передняя кромка элерона начинает выступать под нижней стороной крыла в воздушный поток под крылом. Момент передней кромки в воздушном потоке помогает продвинуть заднюю кромку вверх, что снижает усилие ручки. Элерон, движущийся вниз, также добавляет энергии пограничному слою. Край элерона направляет воздушный поток от нижней стороны крыла к верхней поверхности элерона, создавая таким образом подъемную силу, добавленную к подъемной силе крыла. Это уменьшает необходимое отклонение элерона. Оба канадских Модель флота 2 биплан 1930 и 1938 популярных США Пайпер Дж-3 Детеныш Моноплан обладал элеронами Frize в исходном виде и помогал познакомить с ними широкую аудиторию.

Заявленное преимущество элеронов Frize - это способность противодействовать неблагоприятному рысканию. Для этого передняя кромка элерона должна быть острой или закругленной, что увеличивает сопротивление перевернутого элерона и помогает уравновесить силу рыскания, создаваемую другим элероном, повернутым вниз. Это может добавить неприятный нелинейный эффект и / или потенциально опасную аэродинамическую вибрацию (флаттер).[35] Неблагоприятному моменту рыскания в основном противодействуют устойчивость самолета по рысканию, а также использование дифференциального движения элеронов.[36]

Дифференциальные элероны

За счет тщательного проектирования механических рычагов можно сделать так, чтобы верхний элерон отклонялся больше, чем нижний элерон (например, патент США 1565097).[37] Это помогает снизить вероятность кончика крыла. стойло когда отклонения элеронов производятся на больших углах атаки. Кроме того, соответствующий дифференциал сопротивления снижает неблагоприятный рыскание[38] (как также обсуждалось над ). Идея состоит в том, что потеря подъемной силы, связанная с верхним элероном, не влечет за собой никаких штрафов, в то время как увеличение подъемной силы, связанное с нижним элероном, минимизировано. Прокатка пара На самолете всегда есть разница в подъемной силе между двумя крыльями. Дизайнер в de Havilland изобрели простую и практичную связь и их де Хэвилленд Тигровый мотылек классический британский биплан стал одним из самых известных самолетов и одним из первых, в которых использовались дифференциальные элероны.[39]

Управление по крену без элеронов

Искривление крыльев

Основная статья: Искривление крыльев

На самом раннем Pioneer Era самолет, такой как Райт Флаер а позже, 1909 года Блерио XI и Этрих Таубе,[40] Боковое управление осуществлялось путем поворота внешней части крыла с целью увеличения или уменьшения подъемной силы за счет изменения угла атаки. Это имело недостатки, связанные с нагрузкой на конструкцию, тяжелыми рычагами управления и риском сваливания борта из-за увеличенного угла атаки во время маневра. К 1916 году большинство конструкторов отказались от деформации крыла в пользу элеронов. Исследователи из НАСА и в других местах снова взглянули на деформацию крыльев, хотя и под новыми названиями. Версия НАСА - это X-53 Активное аэроупругое крыло в то время ВВС США протестировал Адаптивное податливое крыло.[41][42]

Дифференциальные спойлеры

Основная статья: Спойлер (воздухоплавание)

Спойлеры представляют собой устройства, которые, будучи выдвинуты в воздушный поток над крылом, нарушают воздушный поток и уменьшают создаваемую подъемную силу. Многие современные конструкции самолетов, особенно реактивный самолет, используйте интерцепторы вместо или в дополнение к элеронам, например, F4 Фантом II и Northrop P-61 Черная Вдова с закрылками почти во всю ширину (на законцовках крыла были и очень маленькие обычные элероны).

Крен, вызванный рулем направления

Все самолеты с двугранной головкой имеют ту или иную форму соединения рыскания-крена для повышения устойчивости. Обычные тренажеры, такие как серии Cessna 152/172, могут управляться по крену только с помощью руля направления. Руль направления Boeing 737 имеет больше силы крена над самолетом, чем элероны на больших углах атаки. Это привело к двум заметным авариям, когда руль направления заклинило в полностью отклоненном положении, что привело к опрокидыванию (см. Проблемы с рулем направления Boeing 737 ).

Некоторые самолеты, такие как Fokker Spin а в моделях планеров отсутствует какой-либо боковой контроль. Эти самолеты используют большее количество двугранного угла, чем обычные самолеты. Отклонение руля направления дает рыскание и большую дифференциальную подъемную силу крыла, создавая момент крена, вызванный рысканием. Этот тип системы управления чаще всего встречается в Летающая блоха семейство малых самолетов и на более простых моделях планеров с 2 функциями (управление по тангажу и рысканью) или 3-функциональным моделям (управление по тангажу, рысканью и дроссельной заслонке), например, радиоуправляемые версии "Олд Таймер" свободный полет авиамодель с двигателем.

Другие методы

  • Контроль за смещением веса широко используется в дельтапланах, моторных дельтапланах и сверхлегких самолетах.
  • Полет с отключенным управлением был успешным в небольшом количестве авиационных происшествий.
  • Клапаны управления реакцией как используется в Джет Харриер семейство военных самолетов.
  • Верхний руль направления: это устройство было установлено на Самолет британской армии № 1. Он состоял из летающего киля, установленного над верхним крылом и вращающегося вокруг вертикальной оси. Во время работы он прикладывал боковую силу примерно выше центра давления, заставляя корабль катиться. В конструкции также были цельноповоротные элероны между плоскостями крыла, но они были удалены во время первого официального полета британского самолета, и управление креном во время полета было достигнуто исключительно за счет использования верхнего руля направления.[43]

Комбинации с другими управляющими поверхностями

F-16 ВВС США с задними задними колесами, которые движутся независимо друг от друга, обеспечивая контроль как по тангажу, так и по крену. Обратите внимание на различные видимые углы атаки.
  • Поверхность управления, которая объединяет элероны и хлопать называется флаперон. Одна поверхность на каждом крыле служит обеим целям: используется как элерон, левый и правый флапероны приводятся в действие по-разному; при использовании в качестве закрылка оба флаперона приводятся в действие вниз. Когда флаперон приводится в действие вниз (то есть используется в качестве закрылка), остается достаточно свободы движения, чтобы можно было использовать функцию элерона.
  • Некоторые самолеты использовали дифференциально управляемый спойлеры или спойлероны для обеспечения крена вместо обычных элеронов. Преимущество состоит в том, что вся задняя кромка крыла может быть отведена под закрылки, что обеспечивает лучшее управление на малых скоростях. В Northrop P-61 Черная Вдова использовали интерцепторы таким образом, в сочетании с закрылками полного размаха, а некоторые современные авиалайнеры используют интерцепторы для помощи элеронам.
  • На треугольник самолета элероны совмещены с лифты сформировать элевон.
  • Некоторые современные истребители могут не иметь элеронов на крыльях, но обеспечивать управление по крену с полностью движущимся горизонтальным оперением. При горизонтальном оперении стабилизаторы может двигаться по-разному, чтобы выполнить рулон функция управления элеронами, как на некоторых современных самолет истребитель, их называют «тайлеронами» или «катящимися хвостами». Тайлероны дополнительно допускают более широкие закрылки на крыльях самолета.
  • Стойки элеронов совмещали подвижные поверхности с аэродинамической стойкой крыла.[44] Воздействие в воздушном потоке воздушного винта увеличивало их эффективность, хотя их механическое преимущество снижалось из-за внутреннего расположения.[45]

Смотрите также

использованная литература

Сноски

  1. ^ Историк авиации Ч. Гиббс-Смит писал, что элерон был «… одним из самых замечательных изобретений… в истории авиации, которое было немедленно потеряно из виду».[4]

Цитаты

  1. ^ элероны (сущ.), Интернет-словарь этимологии. Проверено 26 апреля 2013 года.
  2. ^ Элерон, ном маскулин В архиве 2014-04-26 в Wayback Machine, Larousse онлайн словарь французского языка. Проверено 2 мая 2013 года.
  3. ^ Паркин 1964, с. 66.
  4. ^ а б c d е ж г час я j Присядь, Том. Старые произведения и странности: откуда берутся элероны?, Воздух и космос журнал, Сентябрь 2009 г.
  5. ^ Магун, Ф. Александер и Эрик Ходжинс. История самолетов, Дом Уиттлси, 1931, с. 308.
  6. ^ а б c Юн, Джо. Истоки контрольных поверхностей, Aerospaceweb.org, 17 ноября 2002 г.
  7. ^ а б Гиббс-Смит, К.. Авиация: исторический обзор от истоков до конца Второй мировой войны, Музей науки, 1960 [2000], стр.54, ISBN  1-900747-52-9, ISBN  978-1-900747-52-3. Проверено 4 марта 2013 года.
  8. ^ Кинзер, Брюс. «Полет под радаром: странная история Мэтью Пирса Уотта Бултона», Литературное приложение Times, 1 мая 2009 г., стр. 14.
  9. ^ а б Гиббс-Смит, К. Переписка: Первый элерон, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.: Рейс журнал, 11 May 1956, pp. 598. Получено с FlightGlobal.com, январь 2011 г. Получено 4 марта 2013 г.
  10. ^ Совершенно новая историческая оценка, ВЕЛИКОБРИТАНИЯ.: Рейс журнал, 16 сентября 1960, стр. 478. Получено с FlightGlobal.com, январь 2011 г. Получено 15 апреля 2013 г.
  11. ^ Юн, Джо. M.P.W. Бултон и элерон, Aerospaceweb.org, 20 июля 2003 г.
  12. ^ Рэнсом, Сильвия и Джефф, Джеймс. Мировая держава, Округ Бибб, Джорджия, США: Школьный округ округа Бибб. Апрель 2002 г.
  13. ^ Буллмер 2009, стр. 20.
  14. ^ Эсно-Пелтери, Роберт. "Опыт авиации, exécutées в 1904 году, en vérification de celles des frères Wright" (Авиационные эксперименты, проведенные в 1904 году, подтверждающие эксперименты братьев Райт), L'Aérophile, Июнь 1905 г., стр. 132–138. (Французский)
  15. ^ а б c Паркин 1964, с. 65.
  16. ^ «Патентные заросли и братья Райт». ipbiz.blogspot.com. 2006-07-01. Архивировано из оригинал на 2007-10-30. Получено 2009-03-07. В 1917 году в результате рекомендации комитета, сформированного помощником министра флота (достопочтенным Франклином Д. Рузвельтом), в частном порядке был сформирован патентный пул самолетов, в который вошли почти все производители самолетов в Соединенных Штатах. Создание Ассоциации производителей самолетов имело решающее значение для правительства США, потому что два основных держателя патентов, компания Райт и компания Кертисс, фактически заблокировали строительство любых новых самолетов, в которых отчаянно нуждались США, поскольку Соединенные Штаты вступали в мировую войну. Я.
  17. ^ «Братья Райт, патенты и технологические инновации». buckeyeinstitute.org. Получено 2009-03-07. Эта необычная договоренность могла быть истолкована как нарушение антимонопольного законодательства, но, к счастью, это не так. Это служило очевидной экономической цели: не дать держателю одного патента на критически важный компонент задержать создание целого самолета. Практически пул не повлиял ни на структуру рынка, ни на технологический прогресс. Скорость, безопасность и надежность самолетов американского производства неуклонно улучшались на протяжении многих лет существования пула (до 1975 г.). За это время несколько фирм владели крупными долями на рынке коммерческих самолетов: Douglas, Boeing, Lockheed, Convair и Martin, но ни одна из них не доминировала на нем очень долго.
  18. ^ Роланд, Алекс (1985). «Модельное исследование: Национальный консультативный комитет по аэронавтике». НАСА. Получено 25 октября 2020.
  19. ^ Харвуд, К.С. и Фогель, Б. Б. «Поиски полета: Джон Дж. Монтгомери и рассвет авиации на Западе», Университет Оклахомы, 2012. С. 36–45.
  20. ^ Паркин, 1964, с. 54–69.
  21. ^ Крауч, Том (1982). Блерио XI, История классического самолета. Пресса Смитсоновского института. С. 21–22. ISBN  0-87474-345-1.
  22. ^ Юн, Джо. Рождественская пуля, Aerospaceweb.org, 5 августа 2001 г.
  23. ^ "Летающая машина". 1903-03-29. Получено 2009-03-07.
  24. ^ "Патент США № 831,173".
  25. ^ Харвуд К.С., Фогель Г.Б., «В поисках полета: Джон Дж. Монтгомери и рассвет авиации на Западе», Университет Оклахомы, 2012. стр. 124.
  26. ^ а б Хейс, Бретань. Инновации и нарушения: братья Райт, Гленн Х. Кертисс и авиационные патентные войны, Веб-сайт USHistoryScene.com, 7 июня 2012 г. Проверено 11 ноября 2012 г.
  27. ^ а б c Кейси 1981, предисловие, стр. Xi – xii.
  28. ^ Харвуд, Крейг С. и Фогель, Гэри Б. В поисках полета: Джон Дж. Монтгомери и рассвет авиации на Западе, Университет Оклахомы Пресс, 2012.
  29. ^ «Патент на летающую машину», Патенты. Дата обращения: 21 сентября 2010.
  30. ^ а б c Кермод, A.C. (1972), Механика полета, Глава 9 (8-е издание), Pitman Publishing Limited, Лондон. ISBN  0-273-31623-0
  31. ^ "Рисунок" Популярная механика "1910 года, изображающий красавку №20, демонстрирующий тросы деформации крыльев, направленные только вниз".
  32. ^ Ответы корреспондентам: А. В. Д. (Фархэм), Flight Magazine, 8 марта 1917 г., стр. 227.
  33. ^ Крауч, Том (1982). Блерио XI, История классического самолета. Пресса Смитсоновского института. С. 21–22. ISBN  0-87474-345-1.
  34. ^ http://www.flightglobal.com/pdfarchive/view/1979/1979%20-%203906.html
  35. ^ NACA WRL 325, Элероны Фризе, Заключение, 1943 г.
  36. ^ NACA TR 422, Щелевые элероны и элероны Frize, 1932 г.
  37. ^ Патент США 1565097, Маммерт 1925
  38. ^ Саймонс, Мартин (1987). Модель аэродинамики самолета (Второе изд.). Хемел Хемпстед: Книги Аргуса. п. 188. ISBN  0-85242-915-0.
  39. ^ De Havilland, G .; "Sky Fever", 2-е издание, Wren's Park (1999).
  40. ^ Моноплан Etrich Рейс, 11 ноября 1911 г., стр.276
  41. ^ Скотт, Уильям Б. (27 ноября 2006 г.), "Морфинговые крылья", Авиационная неделя и космические технологии
  42. ^ Кота, Шридхар; Осборн, Рассел; Эрвин, Грегори; Марич, Драган; Флик, Питер; Пол, Дональд. «Адаптивное совместимое крыло для миссии - конструкция, изготовление и летные испытания» (PDF). Анн-Арбор, Мичиган; Дейтон, Огайо, США: FlexSys Inc., Исследовательская лаборатория ВВС. Архивировано из оригинал (PDF) 22 марта 2012 г.. Получено 26 апреля 2011.
  43. ^ Walker, P .; «Ранняя авиация в Фарнборо, Том II: Первые самолеты», Макдональд (1974).
  44. ^ "Патент на стойку элеронов 1650954".
  45. ^ Рональд Дж. Ванттая. «Патентное сафари». Спортивная авиация.

Список используемой литературы

внешние ссылки