Елерон - це рулі крену. Управління літаком
Що таке елерон? Це аеродинамічний засіб управління (кермо крену), яким оснащуються звичайні літаки і створені за схемою «качка». Елерони розміщуються на задній кромці консолей крила. Вони призначені для управління кутом нахилу «залізних птахів»: в момент застосування рулі крену відхиляються в протилежні сторони, диференційно. Для того щоб літак схилився вправо, лівий елерон прямує вниз, а правий - вгору, і навпаки.
У чому полягає принцип дії рулів крену? Підйомна сила знижується у тій частині крила, яка розміщена перед елеронів, піднятим догори. У частині крила, яка розміщена перед опущеним елеронів, підйомна сила зростає. Таким чином формується силовий момент, який модифікує швидкість обертання літака навколо осі, ідентичною поздовжньої осі машини.
Історія
Де вперше з`явився елерон? Це дивовижне пристосування було встановлено на моноплані, створеному в 1902 році новатором Річардом Персі з Нової Зеландії. На жаль, його машина здійснювала лише вельми нестійкі і короткі польоти. Першим літаком, які вчинили абсолютно координований політ із застосуванням рулів крену, виявилася машина 14 Bis, виготовлена Альберто Сантос-Дюмоном. Перш аеродинамічний засіб управління замінювало спотворення крила, виконане братами Райт.
Отже, вивчаємо далі елерон. Це пристосування має безліч переваг. Регулюючу поверхню, яка поєднує закрилки і рулі крену, називають флаперонов (flaperon). Щоб елерони імітували функцію випущених закрилків, їх одночасно опускають вниз. Для тривалого управління креном до цього відхилення додається простий диференційний поворот.
Для регулювання нахилу у лайнерів з вищевказаної компонуванням можуть також застосовуватися модифікується вектор тяги двигунів, газові рулі, спойлери, кермо напряму, трансформація центру мас літака, диференціальне зміщення висотних рулів і інші хитрощі.
побічні явища
Як діє елерон? Це примхливий механізм, який має деякі недоліки. Одним з побічних ефектів його дії є незначне рисканье в протилежну сторону. Іншими словами, при використанні елеронів для повороту вправо літак в момент збільшення крену може трохи переміститися вліво. Даний ефект з`являється через різницю в лобовому опорі між лівою і правою консоллю крила, викликаної зміною підйомної сили при коливанні елеронів.
Великим коефіцієнтом лобового опору володіє та консоль крила, у якій елерон відхилений вниз. У нинішніх системах управління «залізними птахами» дане побічне явище зменшують різними прийомами. Наприклад, для того щоб створити крен, елерони зміщують також в протилежну сторону, але на нерівні кути.
Відео: управління літаком за допомогою тріммера
ефект реверсу
Погодьтеся, керування літаком вимагає вправності. Так, на швидкісних машинах зі значно подовженим крилом може відчуватися ефект реверса рулів крену. Як він виглядає?
Якщо при відхиленні елерона, розміщеного близько до законцовкой крила, з`явилася маневрена навантаження, крило літака вивертається, і кут атаки на ньому відхиляється. Такі події можуть згладжувати ефект, отриманий від зсуву елерона, а можуть призвести до протилежного результату.
Наприклад, якщо необхідно збільшити підйомну силу напівкрила, елерон відхиляється вниз. Далі на задню кромку крила починає діяти сила, спрямованість вгору, крило вивертається вперед, і кут атаки на ньому знижується, що скорочує підйомну силу. Фактично, дія рулів крену на крилі при реверсі аналогічно впливу на них триммера.
Так чи інакше реверс рулів крену виявлявся на багатьох реактивних літаках (особливо на Ту-134). До речі, на Ту-22 через такого ефекту граничне число Маха було знижено до 1,4. Взагалі, управління елеронами пілоти вивчають тривалий час. Найпоширенішими методами запобігання реверсу рулів крену є застосування елеронів-інтерцепторів (інтерцептори знаходяться біля центру хорди крила і при випуску практично не викликають його закручування) або установка додаткових елеронів близько центроплана. Якщо присутній другий варіант, зовнішні (розміщені близько законцовок) рулі крену, потрібні для продуктивного управління на низьких швидкостях, вимикаються при високих, і поперечне управління здійснюється за рахунок внутрішніх елеронів, які не дають реверсу завдяки значній жорсткості крила, присутньої в області центроплана.
Системи управління
А зараз розглянемо керування літаком. Групу бортових апаратів, які гарантують регулювання переміщення «сталевих птахів», називають системою управління. Так як пілот розміщений в кабіні, а рулі і елерони розташовані на крилах і хвості літака, між ними встановлена конструктивна зв`язок. В її обов`язки входить забезпечення надійності, легкості та ефективності управління становищем машини.
Зрозуміло, при зміщенні координуючих поверхонь, що впливає на них зусилля збільшується. Однак це не повинно призводити до неприпустимого зростання напруги на важелях регулювання.
Режим керування літаком може бути автоматичним, напівавтоматичним і ручним. Якщо людина за допомогою м`язової сили змушує працювати інструменти пілотування, то така система управління називається ручний (пряме регулювання лайнера).
Системи з ручним адмініструванням можуть бути гідромеханічними і механічними. Фактично, ми з`ясували, що крило літака грає важливу роль в управлінні. На машинах цивільної авіації базову регулювання здійснюють два пілоти з допомогою кінематичних механізмів, що регулюють зусилля і переміщення, командних подвійних важелів, механічної проводки і поверхонь управління.
Відео: Що таке елерони, лонжерони, закрилки і т.д.
Якщо пілот керує машиною за допомогою механізмів і пристроїв, що забезпечують і підвищують якість процесу пілотування, то система управління іменується напівавтоматичного. Завдяки автоматичній системі пілот лише контролює групу автоматичних деталей, яка створює і змінює координуючі сили і фактори.
комплекс
Засобом базового управління лайнером називають комплекс бортових пристроїв і конструкцій, за допомогою яких льотчик пускає в хід засоби регулювання, які змінюють режим польоту або балансують машину в заданому режимі. Сюди входять рулі, елерони, переставной стабілізатор. Елементи, що гарантують регулювання додаткових деталей контролю (закрилки, спойлери, предкрилки), називають механізацією крила або допоміжним керуванням.
У систему базового координування лайнера входять:
- командні важелі, на які пілот впливає, переміщаючи їх і прикладаючи до них зусилля;
- спеціальні механізми, виконавчі і автоматичні пристрої;
- проводка пілотування, що з`єднує системи базового контролю з командними важелями.
здійснення управління
Пілот виконує подовжнє керування, тобто змінює кут тангажу, відхиляючи штурвальну колонку від себе або на себе. Повертаючи штурвал вліво або вправо і відхиляючи елерони, льотчик реалізує поперечне управління, накренився машину в потрібну сторону. Для зсуву керма напряму пілот натискає на педалі, які застосовуються також для контролю передньої опори шасі під час руху лайнера по землі.
Відео: катастрофа crash ЯК-54 30cc (yak-54), реверс елеронів.
Взагалі, пілот є головною ланкою в ручному і напівавтоматичному системах управління, а закрилки, елерони і інші деталі літака - це всього лише спосіб пересування. Льотчик сприймає і переробляє відомості про положення машини і рулів, що діють перевантаженнях, виробляє рішення і впливає на командні важелі.
вимоги
Базове керування літаком має відповідати наступним вимогам:
- При управлінні машиною руху ніг і рук пілота, необхідні для усунення командних важелів, повинні збігатися з природними рефлексами людини, які з`являються при утриманні рівноваги. Переміщення командної рукояті в потрібну сторону повинно викликати рух «сталевий птиці» в тому ж напрямку.
- Реакція лайнера на зміщення командних важелів повинна мати незначну затримку.
- У момент відхилення інструментів контролю (рулів, елеронів і так далі) зусилля, що прикладаються до командних рукояткам, повинні збільшуватися плавно: їх потрібно направляти в бік, протилежний переміщенню рукояток, а величину праці необхідно погоджувати з режимом польоту машини. Останнє допомагає пілотові отримати «почуття управління» літаком.
- Рулі повинні діяти незалежно один від одного: відхилення, наприклад, керма висоти не може викликати відхилення елеронів, і навпаки.
- Кути зсуву рульових поверхонь зобов`язані забезпечити ймовірність польоту машини на всіх необхідних злітних і посадкових режимах.
Сподіваємося, дана стаття допомогла вам зрозуміти призначення елеронів і розібратися в базовому управлінні «сталевих птахів».
