Большая техническая энциклопедия
0 1 3 4 9
D V
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ь Э Ю Я
ГА ГЕ ГИ ГЛ ГО ГР ГУ

Горизонтальное оперение

 
Горизонтальное оперение состоит из стабилизатора и руля высоты. Вертикальное оперение состоит из неподвижного киля и руля направления или подвижного киля.
Поверхности элерона и горизонтального оперения. Горизонтальное оперение - часть оперения самолета, предназначенная для обеспечения продольной балансировки, устойчивости и управляемости.
Хвостовое горизонтальное оперение, или стабилизатор, необходимо для обеспечения устойчивости в вертикальной плоскости. При случайном отклонении самолета от состояния равновесия угол атаки горизонтального оперения изменяется так, что действующая на нею сила выравнивает самолет, возвращает его в прежнее состояние.
Разделить горизонтальное оперение и повесить шайбы по концам стабилизатора тоже было нельзя, так как это резко снижало критическую скорость фляттера оперения.
ДЕСТАБИЛИЗАТОР - горизонтальное оперение, устанавливаемое перед крылом ЛА и предназнач.
Площади и размахи оперения ( а и варианты оперения относительно фюзеляжа ( б, в, г, д. При компоновке вертикального и горизонтального оперения скоростны самолетов, чтобы не понижалось МКрИТ, не допускают совмещение их максимал.
Триммеры на горизонтальном оперении служат для погашения шарнирного омента, возникающего в результате отклонения руля из-за смещения центра яжести или режима полета.
Площади и размахи оперения ( а и варианты оперения относительно фюзеляжа ( б, в, г, д. При нижнем расположении горизонтальное оперение имеет меньший в ( и большую жесткость.
При двухкрылой схеме горизонтальное оперение может располагаться как в хвостовой, так и в носовой части корпуса или вовсе отсутствовать. В последнем случае их роль играет крыло. Что касается вертикального оперения, то оно должно всегда располагаться у кормы, так как в противном случае не будет обеспечена путевая статическая устойчивость.
Направление потока в области горизонтального оперения при полете со сверхзвуковой скоростью. При неудачном размещении горизонтального оперения крыло может сильно уменьшить его стабилизирующее действие и на больших сверхзвуковых скоростях полета. На рис. 12.06 показан спектр обтекания крыла при скорости полета, в несколько раз превышающей звуковую, и значительном угле атаки. Если стабилизатор находится перед хвостовым скачком крыла ( положение /), то угол скоса потока, обтекающего оперение, очень велик - он приблизительно равен углу атаки крыла.
Крестообразная схема среднего расположения горизонтального оперения ю высоте является промежуточной схемой компановки. Эта схема не имеет ка-их-либо существенных достоинств.

У самолетов с дозвуковой скоростью полета горизонтальное оперение состоит из неподвижного или ограниченно подвижного стабилизатора и подвижного руля высоты. При отклонении ( повороте) на какой-то угол руля высоты на горизонтальном оперении появляется дополнительная аэродинамическая сила, а следовательно, и дополнительный момент относительно центра тяжести самолета. В области дозвуковых скоростей руль высоты достаточно эффективен и обеспечивает самолету необходимую управляемость. В тех случаях, когда во время полета значительно изменяется центровка и эффективность руля высоты недостаточна, применяется управляемый стабилизатор.
Смещение фокуса самолета с увеличением скорости полета. Если сравнить силы, приложенные к горизонтальному оперению при равных углах отклонения руля высоты и равных приборных скоростях, то на сверхзвуковой скорости эта сила значительно меньше, чем на дозвуковой.
На современных сверхзвуковых летательных аппаратах, лишенных специального горизонтального оперения, поверхности с такой формой используются не только для обеспечения необходимой подъемной силы, но и для создания стабилизирующего усилия, придающего статическую устойчивость.
Ручное управление включает управление рулем высоты или цельнопово-эотным горизонтальным оперением и управление элеронами, осуществляемое четчиком при помощи ручки или штурвальной колонки, расположенных в каби-ле летчика. Ручка управления устанавливается на легких самолетах. Она закрепляется на продольной трубе или специальном кронштейне и может перемещаться как раздельно, так и одновременно вперед или назад, влево или вправо.
Фокусы самолета и его отдельных частей. Большое влияние на положение фокуса самодета оказывает эффективность горизонтального оперения, характеризуемая величиной и плечом силы ДУг.о. Чем больше площадь оперения по сравнению с площадью крыла и чем больше расстояние между фокусами крыла и оперения, тем более заднее положение отно.
Для экспериментов были выбраны две модели планера без горизонтального оперения типа летающее крыло. Одна - со стреловидным крылом, а другая - с крылом, имеющим при виде сверху форму треугольника.
Это объясняется возникновением подсасывающих продольных сил на передних кромках горизонтального оперения. В результате возникает положительный момент рыскания AMy, пропорциональный при относительно медленном вращении угловой скорости Qx. Для консолей со сверхзвуковыми кромками спиральный момент равен нулю, так как подсасывающая сила не возникает.
Самостоятельный интерес представляют поля возмущенных скоростей за системой крыло - горизонтальное оперение. Через f / 0 па рис. 18.3 обозначен масштаб ектора скорости пеиозмущепного потока. Па рис. 18.4 ноле возмущенных скоростей показано за тремя несущими поверхностями.
При отклонении руля высоты вниз возрастает сила, действующая на горизонтальное оперение и направленная вверх, поэтому нос самолета опускается вниз.
Интерференция оперения и крыла при возникновении скачков уплотнения. Как видно из рисунка, при некотором угле атаки at горизонтальное оперение расположено в зоне между хвостовым скачком и веером расширения. Вследствие этого оно оказывается для потока, прошедшего через веер расширения, под нулевым углом атаки и не будет создавать подъемной силы. При большем угле атаки ( а2 сч) угол скачка возрастает и его плоскость может оказаться перед оперением.
Характер изменения аэродинамических моментов относительно вертикальной оси самолета по углу скольжения ( 5 при больших сверхзвуковых скоростях. Аналогично этому при больших углах скольжения вследствие ухудшения условий работы горизонтального оперения может заметно понижаться и степень продольной статической устойчивости самолета.

Следует иметь в виду, что поперечная сила, вызванная добавлением горизонтального оперения к корпусу ( первый член в правой части), нормализуется не поперечной силой горизонтального оперения ( которая равна нулю), а соответствующим ее значением для изолированного корпуса.
На рис. 3.12, а показано определение площади и размаха вертикального и [ горизонтального оперения.
Так как модель должна представлять собой летающее крыло, то она не может иметь горизонтальное оперение и объемистый фюзеляж. Допускается лишь миниатюрный плоский фюзеляж и небольшое вертикальное оперение на его конце. На модели следует предусмотреть устройство для регулировки расположения центра тяжести на центральной хорде крыла. Крыло модели может иметь только симметричный профиль. Закрутка концов крыла относительно центральной хорды не допускается. Рулевые закрылки должны быть обязательно с жесткой фиксацией, чтобы обеспечивать строго симметричное отклонение.
Нагрузки, редко изменяющиеся в течение одного полета: подъемная сила крыла; уравновешивающая нагрузка горизонтального оперения; нагрузки, возникающие при отклонении закрылков; нагрузки от избыточного давления в герметической кабине; нагрузки от работы шасси.
Под воздействием акустических и вибрационных нагрузок на обшивке крыла, фюзеляжа, обшивке и нервюрах горизонтального оперения на элеронах могут появляться трещины и выпадать заклепки. Особенно тщательно проверяют состояние обшивки канала всасывания, где может происходить обрыв заклепок, которые при попадании в двигатель могут вызвать забоины на лопатках компрессора и выход ГТД из строя.
Исследования показывают, что в тех случаях, когда спиральный момент возникает ( при наличии горизонтального оперения или крыльев), его величина оказывается настолько малой, что в практических расчетах суммарного момента рыскания им обычно пренебрегают.
Во многих случаях для крыльев с углом стреловидности 35 и больше наилучшим оказывается либо низкое расположение горизонтального оперения, либо очень высокое. Для самолета Ил-62 было возможно лишь высокое оперение.
На рис. 3.12, б, в, г, д показаны npi меняющиеся варианты расположения горизонтального оперения относительн фюзеляжа и вертикального оперения.
Обычно вертикальное оперение при штопоре ( особенно плоском) работает в ухудшенных условиях, будучи затенено горизонтальным оперением, расположенным ниже вертикального. Сведение до минимума взаимного затенения вертикального и горизонтального оперений является одной из важных задач, решаемых конструктором при проектировании и доводке самолета.
Продольная и путевая статическая устойчивость.| Оперенное тело вращения. Схема стабилизации летательного аппарата в виде оперенного тела вращения показана на рис. 1.8.1. В продольном направлении стабилизация обеспечивается горизонтальным оперением, создающим момент тангажа Mz - У ( ХЦ.
Равновесие продольных моментов самолета с Шасси полувелоси-педного типа на разбеге. Продольные моменты создаются в данном случае силой веса G, подъемной силой Y, силой аэродинамического сопротивления X, подъемной силой горизонтального оперения Уг.
Эффективность рулей в продольном отношении. Чтобы удержать самолет на угле атаки, соответствующем перегрузке пу 2, нужно отклонить ручку на себя и приложить тем самым к горизонтальному оперению дополнительную силу AFr0, направленную вниз.

Для обеспечения приемлемых усилий на штурвале, управляющем рулем высоты, на самолете Ил-62 был принят ряд специальных мер, позволивших ограничиться минимальной площадью горизонтального оперения ( 40 м2) и с помощью аэродинамических методов снизить шарнирные моменты на руле до величин, обеспечивающих возможность ручного управления без использования гидроусилителей.
Изменение угла атаки при взлете самолета с шасси велосипедного типа и автоматическим увеличением угла атаки для отрыва. Таким образом, в общем балансе продольных моментов, действующих на самолет во время разбега и определяющих его положение в продольной плоскости, момент от горизонтального оперения играет роль второстепенную по сравнению с моментом веса.
Следует иметь в виду, что поперечная сила, вызванная добавлением горизонтального оперения к корпусу ( первый член в правой части), нормализуется не поперечной силой горизонтального оперения ( которая равна нулю), а соответствующим ее значением для изолированного корпуса.
Графики для определения коэффи.| Возникновение момента крена при несимметричном вертикальном оперении. Соп ( в), Доп ( н) находятся по значениям / V ( sm) B, r / ( sm) H аналогично случаю горизонтального оперения.
Интерференция между оперением тонкой комбинации. Для такой плоской комбинации в случае приближенной оценки влияния интерференции можно исходить из гипотезы, в соответствии с которой вихревая пелена за крылом располагается в плоскости этого крыла и горизонтального оперения. При этих условиях скос потока за крылом определяется углом е, равным по абсолютной величине углу а.
Изучив всю имевшуюся к началу 70 - х годов литературу о летательных аппаратах тяжелее воздуха, А, Пено впервые проанализировал силы, которые действуют на аппарат во время горизонтального полета, и установил факторы, которые влияют на его продольную устойчивость. Ими оказались площадь горизонтального оперения и его расположение относительно крыла.
Простой высокий киль с горизонтальным оперением наверху при всей ясности и заманчивости этой схемы, рекомендованной аэродинамиками, сделать было невозможно - высокое вертикальное оперение скрутило бы как бумажный пакет фюзеляж самолета, имеющий огромный вырез для грузового люка шириной 4 метра и длиною 117 метров.
Самолет имеет стреловидное крыло, высоко расположенное горизонтальное оперение, двигатели размещены в хвостовой части фюзеляжа.
Шанюта, однако на них нужная установка горизонтального оперения производилась на земле.
Повышение устойчивости по перегрузке при переходе от дозвукового полета к сверхзвуковому. Пример зависимости положения фокуса самолета от полетного числа М показан на рис. 12.08. Как видим, фокус самолета при увеличении М с 0 8 до 1 2 перемещается назад примерно на 20 % САХ; на такую же величину возрастает и запас центровки. При переходе к сверхзвуковому полету изменяется и стабилизирующая эффективность горизонтального оперения. Если оперение расположено позади скачков уплотнения, создаваемых крылом ( положение 2 на рис. 12.06), то его стабилизирующее действие возрастает, так как исчезает скос потока, имевшийся при дозвуковых скоростях, и это способствует дополнительному смещению фокуса самолета назад. Большое повышение устойчивости по перегрузке может затруднить управление самолетом. Поэтому центровка сверхзвукового самолета должна быть не очень передней.

Хвостовое горизонтальное оперение, или стабилизатор, необходимо для обеспечения устойчивости в вертикальной плоскости. При случайном отклонении самолета от состояния равновесия угол атаки горизонтального оперения изменяется так, что действующая на нею сила выравнивает самолет, возвращает его в прежнее состояние.
На компенсаторах нагрузка в каждой точке равна нагрузке по оси шарниров. Расчет ведется так же, как и в случае горизонтального оперения. Размеры сечения лонжеронов киля и руля направления в большинстве случаев задаются из конструктивных соображений и только поверяются на изгиб и кручение. Необходимо определять как для рулей высоты, так и для руля направления угол закручивания.
В связи с большими размерами самолета из-за увеличения пассажировместимости площадь горизонтального оперения достигает 96 м2, и для управления рулем высоты применить такую простую систему, как на самолете Ил-62, стало невозможно, поскольку аэродинамические методы обеспечения приемлемых усилий для летчика при управлении самолетом исчерпывают себя при гораздо меньших размерах рулей.
У самолетов с дозвуковой скоростью полета горизонтальное оперение состоит из неподвижного или ограниченно подвижного стабилизатора и подвижного руля высоты. При отклонении ( повороте) на какой-то угол руля высоты на горизонтальном оперении появляется дополнительная аэродинамическая сила, а следовательно, и дополнительный момент относительно центра тяжести самолета. В области дозвуковых скоростей руль высоты достаточно эффективен и обеспечивает самолету необходимую управляемость. В тех случаях, когда во время полета значительно изменяется центровка и эффективность руля высоты недостаточна, применяется управляемый стабилизатор.
Схема расчленения плюсобразной комбинации корпус - оперение. Здесь поперечная сила Zcn ZTrBH - ZT характеризует эффективность оперения, обусловленную интерференцией с корпусом. Первый член в правой части (2.3.22) определяет влияние на поперечную силу добавления горизонтального оперения к корпусу, а второй и третий - соответственно верхней, а затем нижней вертикальных консолей. Заметим, что в более общем случае эти консоли могут быть неодинаковыми.
Кроме того, была выявлена возможность осу: ществлять продольное управление без участия горизонтального оперения, только путем изменения положения центра тяжести модели относительно крыла, что достигалось регулированием угла установки крыла на фюзеляже.
 
Loading
на заглавную 10 самыхСловариО сайтеОбратная связь к началу страницы

© 2008 - 2014
словарь online
словарь
одноклассники
XHTML | CSS
Лицензиар ngpedia.ru
1.8.11