Совместное использование элеронов и интерцепторов-элеронов.

⇐ ПредыдущаяСтр 15 из 28Следующая ⇒

Использование одних только интерцепторов-элеронов для поперечного управления встречается редко. Чаще всего они используются совместно с элеронами. Использование одних только элеронов не позволяет получить требуемые угловые скорости крена на малых скоростях, а на больших скоростях они могут быть причиной чрезмерной крутки крыла и теряют эффективность при образовании волнового срыва потока над крылом. Интерцепторы-элероны используются для повышения располагаемой угловой скорости крена, при этом они могут использоваться не во всём диапазоне скоростей. На некоторых самолётах интерцепторы-элероны используются в управлении по крену только на малых скоростях (при выпущенных закрылках).

Движение рычага поперечного управления в кабине передаётся на распределительное устройство, которое поднимает интерцептор-элерон на полукрыле с поднятым элероном и оставляет в прижатом положении интерцептор-элерон на полукрыле в опущенным элероном.

Аэродинамические тормоза.

Аэродинамические тормоза – это устройства, увеличивающие сопротивление самолёта, когда требуется быстрое уменьшение скорости или быстрое снижение. Быстрое торможение может потребоваться при попадании в зону турбулентности на высокой скорости, чтобы установить рекомендуемую скорость для полёта в условиях болтанки как можно быстрее. Быстрое снижение может потребоваться для выполнения требований службы управления воздушным движением, и, особенно, для аварийного снижения.

Типы аэродинамических тормозов.

В идеале, аэродинамические тормоза должны повышать сопротивление самолёта, не уменьшая подъёмной силы и не создавая моментов по тангажу. Лучше всего данным требованиям соответствуют тормозные щитки, расположенные на фюзеляже.

Тем не менее, поскольку интерцепторы-элероны увеличивают сопротивление, их удобно использовать в качестве аэродинамических тормозов. При выполнении этой функции интерцепторы-элероны управляются отдельным рычагом в кабине и выпускаются симметрично.

Интерцепторы-элероны в функции аэродинамических тормозов, как правило, разрешается использовать вплоть до V_MO / M_MO, хотя возможно ограничение величины их выпуска на больших скоростях. Выпущенные в качестве тормозов, интерцепторы-элероны продолжают участвовать в поперечном управлении самолётом, отклоняясь асимметрично относительно выпущенного положения.

Пример изображен на рисунке. Сначала интерцепторы-элероны выпущены для торможения, а затем начато создание крена влево. При этом интерцептор-элерон на полукрыле с поднятым элероном остался в поднятом положении или поднялся ещё выше, в зависимости от степени выпуска тормозов и отклонения рычага управления по крену. А интерцептор-элерон на полукрыле с опущенным элероном приспустился или убрался полностью (в зависимости от тех же факторов).

Влияние аэродинамических тормозов на наивыгоднейшую скорость.

Лобовое сопротивление, создаваемое аэродинамическими тормозами является профильным, поэтому оно не только увеличивает общее сопротивление, но и уменьшает наивыгоднейшую скорость. Это улучшает устойчивость по скорости при полёте на малых скоростях.

Тормозные интерцепторы.

Во время пробега после посадки в торможении самолёта участвуют сила лобового сопротивления, тяга двигателя на реверсе и сила торможения колёс. Эффективность торможения колёс зависит от сил реакции опор шасси, которые определяются разностью между силой тяжести и подъёмной силой. Подъёмная сила может быть уменьшена подъёмом интерцепторов на полный угол отклонения.

При этом одновременно увеличивается сила сцепления колёс с покрытием ВПП и лобовое сопротивление, что уменьшает длину пробега. На многих самолётах, при торможении на земле используются дополнительные секции интерцепторов (тормозные интерцепторы), которые не работают в полёте. Тормозные интерцепторы отключаются из работы, когда датчики на шасси индицируют положение самолёта «в воздухе».

Путевое управление.

Путевое управление самолётом осуществляется с помощью руля направления. Также руль направления требуется, для:

- сохранения путевой управляемости самолёта при асимметрии тяги;

- устранения бокового смещения при боковом ветре на взлёте и посадке;

- устранения вредного момента рысканья элеронов;

- вывода самолёта из штопора;

- компенсации крутящего момента винта на одномоторных винтовых самолётах.

Влияние отклонения руля направления.

Если руль направления отклонить влево, это вызовет рыскание (поворот носа самолёта) влево. Соответственно возникнет скольжение с правой стороны, которое будет вызывать на киле боковую силу, стремящуюся развернуть нос вправо. По мере увеличения угла скольжения эта сила будет увеличиваться, пока не сбалансирует боковую силу от руля направления. Далее самолёт будет сохранять возникший угол скольжения, пока руль направления не будет перемещён в новое положение. Если руль направления вернуть в нейтральное положение, то самолёт вернётся к первоначальному состоянию с нулевым скольжением. Таким образом, каждому положению руля направления соответствует свой угол скольжения.

Срыв потока с киля.

Угол скольжения является углом атаки для киля. Так же, как и любая другая поверхность, киль имеет свой критический угол возникновения срыва потока. Если руль направления отклонён для противодействия возникшему скольжению (в сторону скольжения), то критический угол скольжения уменьшается (аналогично влиянию закрылка на критический угол атаки крыла).

Угол срыва потока с аэродинамической поверхности зависит от её удлинения. Угол срыва потока с киля может быть увеличен путём уменьшения его удлинения, чего добиваются установкой надфюзеляжного гребня (форкиля).

Полёт с несимметричной тягой.

При отказе одного из двигателей на двухдвигательном самолёте, тяга работающего двигателя создаёт момент рысканья. Этот момент должен быть компенсирован отклонением руля направления. Поскольку сила, возникающая на руле, пропорциональна квадрату скорости, то существует минимальная скорость, на которой эффективность руля направления достаточна для компенсации момента от двигателя. Это минимальная скорость управления самолётом -V_MC (minimum control speed).

Ограничитель угла отклонения руля направления.

При прямой механической системе управления полному отклонению педали соответствует полное отклонение руля направления. При полёте на малых скоростях могут потребоваться большие углы отклонения руля направления, но если лётчик непреднамеренно полностью отклонит руль направления на большой скорости, то конструкция самолёта получит чрезмерную нагрузку. Чтобы избежать такой ситуации в систему путевого управления включают устройство, ограничивающее угол отклонения руля направления, соответствующий полному отклонению педали.

Данное ограничение может вводиться ступенчато, на определённой скорости, или плавно пропорционально приборной скорости полёта.

Перекрёстные связи.

Обычно отклонение руля должно создавать управляющий момент относительно определённой оси самолёта, но при этом возможно возникновение момента относительно другой оси. Данные перекрёстные связи обычно возникают у моментов крена и рыскания.

Момент рыскания при создании крена.

Кренящий момент обычно создаётся отклонением элеронов. Как уже было рассмотрено, при этом создаётся вредный момент рыскания из-за разности лобовых сопротивлений полукрыльев. Индуктивное сопротивление повышается на полукрыле с опущенным элероном (поднимающееся вверх), самолёт начинает скользить на опускающееся полукрыло и момент поперечной устойчивости начинает препятствовать созданию крена.

Кренящий момент при движении рыскания.

Когда самолёт вращается относительно нормальной оси влево, то правое полукрыло имеет большую скорость, чем левое и, поэтому, создаёт большую подъёмную силу. Разница подъёмных сил создаёт кренящий момент влево. Этот момент называется спиральным моментом крена.

Когда руль направления отклонён влево (для отклонения носа самолёта влево), то на киле создаётся боковая сила, направленная вправо. Поскольку центр давления киля находится выше центра тяжести, то создаётся кренящий момент вправо. Обычно этот момент очень мал, но при высоком киле он может создавать неблагоприятное кренение. Для устранения этого эффекта может использоваться взаимосвязь системы управления рулём направления и элеронами, автоматически отклоняющая элероны, для противодействия кренению, возникающему при отклонении руля направления.

Триммирование.

Самолёт стриммирован, когда он сохраняет высоту и скорость полёта при нулевых усилиях на рычагах управления. Если для балансировки требуется отклонение управляющей поверхности, то для её удержания в заданном положении пилоту необходимо прикладывать усилие к рычагу управления. Затем это усилие можно уменьшить до нуля, используя механизм триммирования.

Потребность в триммировании усилий по тангажу возникает при:

- изменении скорости;

- изменении тяги двигателей;

- перемещении центра тяжести.

Триммирование по рысканию требуется при:

- несимметричной тяге двигателей;

- при изменении крутящего момента воздушного винта.

Потребность в триммировании по крену возникает реже и бывает связана с асимметрией самолёта или боковым перемещением центра тяжести.

Методы триммирования.

Основные методы триммирования:

- отклонение аэродинамического триммера;

- отклонение управляемого стабилизатора;

- смещение пружины;

- смещение центра тяжести;

- смещение нуля в механизме триммерного эффекта (при бустерном управлении).

Аэродинамический триммер.

Аэродинамический триммер – это маленькая отклоняемая поверхность, расположенная на задней кромке управляющей поверхности. Её отклонение производится с помощью колеса или нажимного электрического выключателя, расположенного в пилотской кабине и отклоняемого в сторону противоположную давящему усилию на рычаге управления.

Чтобы удерживать управляющую поверхность в отклонённом положении, триммер отклоняется в противоположную сторону до тех пор, пока шарнирный момент триммера не уравновесит шарнирный момент управляющей поверхности.

На рисунке показано, что момент (f x D) от триммера противодействует моменту (F x d) от управляющей поверхности. Когда эти моменты сравняются, поверхность будет находиться в состоянии равновесия и усилия на рычаге управления будут равны нулю.

Отклонение триммера немного уменьшает силу, возникающую на управляющей поверхности.

Неподвижные триммеры.

Совместно с управляемыми триммерами могут устанавливаться неуправляемые в полёте триммеры. Они регулируются на земле для компенсации асимметрии самолёта и обычно устанавливаются на элеронах и руле направления. Принцип их работы такой же, как у управляемых триммеров

Управляемый стабилизатор.

Данная система триммирования может использоваться, как при ручном, так и при бустерном управлении. Для триммирования самолёта меняется угол наклона стабилизатора до тех пор, пока сила на стабилизаторе не станет равной силе, которая до этого была на руле высоты. В процессе перекладки стабилизатора отклонение руля высоты плавно уменьшается практически до нуля, чем обеспечивается сохранение балансировки самолёта. По окончании триммирования усилие на рычаге управления станет равным нулю.

Основные преимущества такого вида триммирования:

- меньше лобовое сопротивление в стриммированном положении, поскольку отклонение руля высоты близко к нулю;

- триммирование не уменьшает располагаемый ход руля высоты, поскольку руль высоты практически не отклоняется при триммировании;

- данный вид триммирования очень эффективный и позволяет триммировать самолёт в большем диапазоне центровок и скоростей;

Основным недостатком системы является её сложность и большой вес по сравнению с обычной системой триммирования.

Требуемое положение стабилизатора для взлёта зависит от положения центра тяжести и указывается в руководстве по лётной эксплуатации самолёта. Очень важно соблюдать правильную установку стабилизатора перед взлётом, поскольку чрезмерная установка стабилизатора на кабрирование может привести к резкому подъёму носа самолёта и удару хвостом о ВПП, а установка на пикирование – к очень большим тянущим усилиям на штурвале при создании взлётного положения и, как следствие, к увеличению взлётной дистанции.

На рисунке показано, как триммирование самолёта аэродинамическим триммером уменьшает располагаемый запас хода руля высоты.

При передней центровке и/или на малой скорости для балансировки самолёта требуется отклонение руля высоты вверх (штурвал на себя). Так если руль высоты имеет запас хода ±10°, то в данном случае запас хода руля на кабрирование уменьшается до 5°.Если триммирование выполнять стабилизатором, то запас хода руля не уменьшиться.

Смещение пружины.

В данной системе триммирования усилие с рычага управления снимают путём регулирования натяжения пружины. Аэродинамический триммер не требуется.

Смещение центра тяжести.

При балансировке и триммировании самолёта с помощью отклонения аэродинамических поверхностей лобовое сопротивление самолёта повышается. Потребные балансировочные отклонения органов управления могут быть уменьшены при смещении центра тяжести самолёта. Таким образом, уменьшается сопротивление самолёта и увеличивается дальность полёта. Обычно перемещение центра тяжести осуществляется перекачкой топлива между топливными баками в носовой и хвостовой части фюзеляжа.

Механизм триммерного эффекта.

Если в системе управления установлены необратимые гидроусилители, то шарнирный момент от управляющих поверхностей на рычаги управления не передаётся. В этом случае, усилия на рычагах создаются искусственно механизмами загрузки, чтобы пилот мог по усилию ощущать, насколько отклонена управляющая поверхность. В данных механизмах есть функция триммерного эффекта, позволяющая изменять положение проводки управления, соответствующее нулевым усилиям на рычаге.

Сводная таблица.

⇐ Предыдущая 10 11 12 13 141516 17 18 19 Следующая ⇒