Aero dinamikai eltolású középpontú repülőgép

Az előrendelő szárny feltalálója, Gustav Lachmann az 1930-as évek végén azt javasolta, hogy a farok nélküli repülőgépet egy szabadon lebegő, a szárny előtt elhelyezett kis szárnnyal lássák el. Ezt a szárnyat egy servorúddal látták el, amely szabályozta annak felhajtóerejét. Az a célja az volt, hogy ellentételezze a szárny kibocsátása során fellépő plusz merülési nyomatékot. Mivel Lachmann a Handley Page cégnél dolgozott, ez a vállalat sajátjának tekintette ezt a műszaki megoldást, és ezen a márkán említik a szakirodalomban. De ennek az ötletnek a gyakorlati megvalósítása mind a mai napig hiányzik! Miért van ez így?

Egyensúlyozási veszteségek

A repülőgép szárnya, amely felhajtóerőt hoz létre, rendelkezik egy kísérő, mondhatni negatív melléktermékkel, amely merülési nyomaték formájában hajlamos bevezetni a repülőgépet a merülésbe. Annak érdekében, hogy a repülőgép ne merüljön, a faroknál egy kis szárny van – a stabilizátor, amely megakadályozza ezt a merülést, negatív felhajtóerőt hozva létre, amely lefelé irányul. Ezt a repülőgép aerodinamikai séma „normálisnak” nevezik. Mivel a stabilizátor felhajtóereje negatív, összeadódik a repülőgépet súlyával, így a szárnynak a súlyt meghaladó felhajtóerőre van szüksége.

Ezeknek az erőknek a különbségét egyensúlyozási veszteségnek nevezik, amely akár 20%-ra is rúghat.
De az első repülőgép, amelyet a Wright fivérek alkottak, nem szenvedett ilyen veszteségektől, mivel a kis szárny – a destabilizátor, amely megakadályozta a merülést – nem a szárny mögött, hanem előtte helyezkedett el. Ezt az aerodinamikai sémát „kacsa” néven ismerjük. Ahhoz, hogy megakadályozza a repülőgép merülését, a destabilizátornak felfelé irányuló, azaz pozitív felhajtóerőt kell létrehoznia. Ez összeadódik a szárny felhajtóerejével, és ennek az összegnek meg kell egyeznie a repülőgép súlyával. Ennek eredményeként a szárnynak a súlynál alacsonyabb felhajtóerőt kell létrehoznia. Így nincsenek egyensúlyozási veszteségek!

A stabilizátort és a destabilizátort együttesen horizontális vezérlésnek vagy HÖ-nek nevezik.
Azonban az 1930-as évek elején a szárny leszállási mechanizmusának tömeges fejlődésével a „kacsa” elvesztette ezt az előnyt. A mechanizálás fő eleme a féklap – a szárny hátsó részének lefelé irányuló elhajlása. Ez körülbelül kétszeresére növeli a szárny felhajtóerejét, aminek következtében csökkenthető a sebesség a leszállás és a felszállás során, ezért a futómű tömegén is lehet spórolni. Azonban a féklap kinyitásakor keletkező merülési momentum annyira megnő, hogy a destabilizátor már nem tud megbirkózni vele, a stabilizátor viszont igen. Építeni nehezebb, mint bontani, ebben az esetben a pozitív erő.

Ahhoz, hogy a szárny felhajtóerőt hozzon létre, szöget kell beállítani a szembesülő levegőáram irányához. Ezt a szöget támadási szögnek nevezzük, és ennek növekedésével a felhajtóerő is növekszik, de nem végtelenül, hanem egy kritikus szögig, amely 15 és 25 fok között helyezkedik el. Ezért a teljes aerodinamikai erő nem pontosan felfelé irányul, hanem a repülőgép farka felé dől. Ezt fel lehet bontani egy szigorúan felfelé irányuló összetevőre – a felhajtóerőre, és egy hátrafelé irányuló összetevőre – az aerodinamikai ellenállásra. A felhajtóerő és az ellenállás arányából az aerodinamikai minőséget ítélik meg, amely 7 és 25 között változhat.

A normál elrendezés mellett olyan jelenség működik, mint a levegőáram ferde irányban való kifelé terjedése a szárny mögött, ami arra utal, hogy minél nagyobb a szárny felhajtóereje, annál inkább lefelé terelődik a levegőáram. Ezért a féklap kinyitásakor az aerodinamikai hatások miatt automatikusan növekszik a stabilizátor tényleges negatív támadási szöge, így annak negatív felhajtóereje is.

Továbbá a "normál" elrendezés mellett szól az is, hogy a repülőgép hosszmennyiségi stabilitását is biztosítja. A repülőgép támadási szöge változásokat szenvedhet el a légáramlatok függőleges mozgása miatt. A repülőgépeket figyelembe véve tervezik ezt a jelenséget, és arra törekednek, hogy ellenálljanak a zavarásnak. Minden repülőgép felületnek van egy aerodinamikai foci – ez az a pont, ahol a lift erő változása a támadási szög változásakor fellép. Ha a szárny és a függőleges stabilitás eredőjét vizsgáljuk, a repülőgépnek is van foka. Ha a repülőgép foka a tömegerek középpontja mögött helyezkedik el, akkor a támadási szög véletlenszerű növekedésekor a lift erő növekedése megpróbálja úgy megdönteni a repülőgépet, hogy a támadási szög csökkenjen. Így a repülőgép visszatér a korábbi repülési állapotához. A "normál" elrendezés esetében a szárny destabilizáló nyomatékot hoz létre (a támadási szög növelésére), míg a stabilizátor stabilizáló nyomatékot (a támadási szög csökkentésére) generál, amely az utóbbi körülbelül 10%-kal dominál. A "kacsa" elrendezésben a destabilizáló nyomatékot a destabilizátor generálja, míg a stabilizáló nyomaték, ami körülbelül 10%-kal nagyobb – a szárny. Ezért a vízszintes stabilizátor területének és karjának növekedése stabilitáshoz vezet normál elrendezés esetén, és e csökkenéshez "kacsa" esetén. Mindezek a nyomatékok a repülőgép tömegerek középpontja körüli számított viszonyok szerint hatnak (lásd az 1. ábrát).

![image](")

Ha a repülő fókusza a tömegközéppont előtt van, akkor a támadási szög kis mértékű véletlenszerű növekedése még inkább növeli azt, és a repülő statikusan instabil lesz. Ezt az elhelyezkedést a modern vadászgépekben használják, hogy terheljék a stabilizátort, és pozitív felhajtóerőt nyerjenek rajta. A repülését egy négyszeresen redundáns automatikus mesterséges stabilitási rendszer biztosítja, amely „kormányoz” a repülő eltérítésekor a kívánt támadási szögtől. Az automatika kikapcsolása után a repülő a farokfelőli irányba kezd elfordulni, ami a „Pugacsov-kobra” figura alapját képezi, amikor a pilóta szándékosan kikapcsolja az automatát, és amikor eléri a farok forgásához szükséges szöget, kilövi a rakétát a hátsó félgömb felé, majd újra bekapcsolja az automatát.
A továbbiakban csak statikusan stabil repülőgépeket vizsgálunk, mivel csak ezek a repülőgépek használhatók a polgári repülésben.

A repülő fókuszának és tömegközéppontjának kölcsönös elhelyezkedése jellemzi a „középpontozás” fogalmát.
Mivel a fókusz a tömegközéppont mögött helyezkedik el függetlenül a konstrukciótól, az közöttük lévő távolság, amelyet stabilitási tartaléknak neveznek, a normál konstrukcióban növeli a karját, míg a „kacsánál” csökkenti azt.

A „kacsa” esetében a szárny és a stabilizátor kararány úgy van kialakítva, hogy a stabilizátor felhajtóereje a maximális kormányzási elfordulás alatt teljes mértékben kiaknázásra kerül a repülő nagy támadási szögekre történő vezetésekor. Ez nem lesz elegendő a fékszárnyak kibocsátásakor. Ezért a legendás amerikai tervező, Burt Rutan összes „kacsája” nem rendelkezik mechanizálással. Az ő „Voyager” repülőgépe 1986-ban először repült a világ körül leszállás és utántöltés nélkül.

Kivételt képez a Beechcraft „Starship”, de ott a fékszárnyak használatának érdekében egy meglehetősen bonyolult, változó geometriájú stabilizátor konstrukciót alkalmaztak, amelyet nem sikerült sorozatgyártásra alkalmas állapotba hozni, ami miatt a projektet leállították.
A szárnykar hossza nagy mértékben attól függ, hogy mennyire nő a dőlésszög emelőereje a dőlésszög egy fokos növelésével; ezt a paramétert az emelőerő dőlésszög szerinti deriváltjának, vagy egyszerűen a dőlt stabilizátor deriváltjának nevezik. És minél kisebb ez a derivált, annál közelebb helyezhető el a repülőgép tömegközéppontja a szárnyhoz, ezért annál kisebb lesz a szárnykar. Ennek a deriváltnak a csökkentésére az író 1992-ben javasolta a dőlt stabilizátor biplán elrendezését (2). Ez lehetővé teszi a szárnykar olyan mértékű csökkentését, hogy ez megszünteti a fém rész használatának akadályát. Ugyanakkor egy mellékhatás lép fel a biplán miatt, mivel nő a légellenállás. Ezen kívül a repülőgép szerkezete is bonyolultabbá válik, mivel lényegében két dőlt stabilizátort kell előállítani, nem pedig egyet.

A kollégák megjegyezték, hogy a „biplán dőlt stabilizátor” a Wright testvér repülőgépén megtalálható, de a szabadalmakban nemcsak új jellegű tulajdonságokat, hanem új tulajdonságok összességét is bejegyzik. A Wrightok esetében hiányozott a „fékszárny” jelleg. Ezen kívül, ha az új találmány jellemzőinek összessége ismert, akkor ennek a találmánynak a elismeréséhez legalább egy jellemzőt új célokra kell használni. A Wrightok a biplán struktúrát a szerkezet súlyának csökkentésére alkalmazták, míg a leírt találmány esetében – a derivált csökkentésére.

„Vitorlás kacsa”

Majdnem két évtizeddel ezelőtt felidézték a „vitorlás kacsa” ötletét, amelyet a cikk elején említettek.

Ebben a dőlt stabilizátorként vitorlás horizontális vezérlőt – VHV – használnak, amely a dőlt stabilizátorból, a törzsre merőleges tengelyen függesztett, és a dőlt stabilizátorral összekapcsolt szervokormányból áll. Ez egy normál elrendezésű kis gép, ahol a kisgép szárnya – a VHV dőlt stabilizátora, míg a kisgép stabilizátora – a VHV szervokormánya. És ez a kisgép nem repül, hanem egy tengelyen helyezkedik el, és önállóan tájékozódik az áramlás szemben. A szervokormány negatív dőlésszögének megváltoztatásával módosítjuk a dőlt stabilizátor dőlésszögét az áramlással szemben, és ezzel együtt a VHV emelőerejét is a hosszirányú vezérlés során.

A szervokormány stabilizáló állapotának megőrzése mellett a FGO nem reagál a függőleges szélváltozásokra, azaz a repülőgép támadószögének megváltozására. Ezért a deriváltja nulla. Előző megfontolásaink alapján ez az ideális eset.

Az A. Jurkonenko által tervezett „szélfújta vízi madár” első repülőgépének tesztelése során, amelynél a FGO hatékonyan volt terhelve, több mint húsz sikeres felszállást hajtottak végre. Ugyanakkor nyilvánvaló instabilitási jelek léptek fel a repülőgépen.

Szuperstabilitás

Bár paradox módon hangzik, a „szélfújta vízi madár” instabilitása a „szuperstabilitásának” következménye. A klasszikus vízi madár stabilizáló nyomatéka a szárny stabilizáló nyomatékából és a FGO ellenhatásos destabilizáló nyomatékából képződik. A szélfújta vízi madárnál a FGO nem vesz részt a stabilizáló nyomaték képzésében, és az kizárólag a szárny stabilizáló nyomatékából jön létre. Így a stabilizáló nyomaték a „szélfújta vízi madárnál” körülbelül tízszer nagyobb, mint a klasszikusnál. Véletlenszerű támadószög-emelkedés esetén a repülőgép, a szárny túlzott stabilizáló nyomatékának hatására nem tér vissza az előző üzemmódba, hanem „átugorja” azt. Az „átugrás” után a repülőgép csökkentett támadószöget vesz fel az előző üzemmódhoz képest, ezért egy másik, szintén túlzott, de eltérő jelű stabilizáló nyomaték keletkezik, és így önrezgéseket tapasztalunk, amelyeket a pilóta nem tud semlegesíteni.

A stabilitás egyik feltétele, hogy a repülőgép képes legyen semlegesíteni a légkör zavarásainak következményeit. Ezért zavarások hiányában egy instabil repülőgép is képes lehet kielégítő repülésre. Ez magyarázza a JUAN-1 repülőgép sikeres felszállásait. A szerző fiatal korában egy olyan esetet tapasztalt, amikor egy új vitorlázó repülőgép csendes estéken összesen legalább 45 percet repült, meglehetősen kielégítő repüléseket mutatva, ugyanakkor éles instabilitást is megjelenítve – az emelkedés és a süllyedés már az első repülés során, szeles időben váltakozott. Míg az időjárás nyugodt volt, és nem voltak zavarások, a vitorlázó repülőgép kielégítő repülést mutatott, de a beállítása instabil volt. Egyszerűen nem voltak okai, hogy megmutassa ezt az instabilitást.

A leírt FGO alapvetően használható "álkacsán". Ez a repülőgép tulajdonképpen egy "farkatlan" koncepció, és ennek megfelelően van beállítva. Az FGO-t itt csak a szárny mechanizációjának kinyitása során fellépő plusz merülési nyomaték kompenzálására használják. A cirkáló konfigurációban az FGO-ra nincs terhelés. Így az alapvető üzemeltetési repülési üzemmódban az FGO gyakorlatilag nem működik, ezért ennek a változatnak a használata nem hatékony.

"KRAJNOV-KACSA"

"Szuperstabilitás" elérhető a FGO deriváltjának nulláról egy elfogadható szintre emelésével. A kitűzött cél úgy valósul meg, hogy az FGO elfordulási szöge lényegesen kisebb, mint a szerverül elfordulási szöge, amit a repülőgép felhúzási szögének változása okoz (5). Ehhez egy viszonylag egyszerű mechanizmus szolgál, amely a 2. ábrán látható. Az FGO 1 és a szerverül 3 forgóan van elhelyezve az OO1 tengelyen. A 4-es és 6-os karok a 5-ös, 7-es, 9-es és 10-es csuklók révén kötik össze az FGO 1-et és a szerverül 3-at a 8-as kapcsolóval. A 12-es kuplung a hajlító kar 6 hosszának megváltoztatására szolgál, amelyet a pilóta használ a magassági irányítás érdekében. Az FGO 1 elfordítása nem a szerverül 3 teljes eltérítési szögében történik, ami a vele szemben lévő áram irányának megváltoztatásakor következik be, hanem csak annak arányos részében. Ha az arány fele, akkor amikor a felszálló áram hatására a repülőgép emelkedési szöge 2 fokkal nő, az FGO tényleges emelkedési szöge csak 1 fokkal növekszik. Ennek megfelelően az FGO deriváltja is kétszer kisebb lesz, mint a fix GO esetében. A törött vonalak az FGO 1 és a szerverül 3 helyzetét jelzik a repülőgép emelkedési szögének megváltoztatása után. Az arány megváltoztatása, és így a derivált nagyságának meghatározása könnyen elvégezhető a 5-ös és 7-es csuklók OO1 tengelytől való távolságának megfelelő megválasztásával.

![image](")

A GO deriváltjának csökkentése a flugering által lehetővé teszi a fókusz és ezzel a repülőgép középpontjának bármilyen határon való elhelyezését. Ez az aerodinamikai középpont elmozdulásának fogalmát jelenti. Így megszűnnek a modern szárnymozgások "kacsa" koncepcióban való használatának korlátai a statikus stabilitás megőrzése mellett.

"KRAJNOV-FLÜGGER"

Minden rendben van! De van egy kis hiányosság. Ahhoz, hogy a FGO 1 pozitív felhajtóerőt generáljon, a 3-as szervorúdon negatív felhajtóerőnek kell hatnia. Analógia – a repülőgép normál sémája. Tehát, a kiegyensúlyozási veszteségek jelenléte, ebben az esetben a FGO kiegyensúlyozása. Innen származik a hiba megszüntetésének módja – a "kacsa" séma. A szervorúdot a FGO elé helyezzük, ahogyan az a 3. ábrán látható.

A FGO így működik (6). A FGO 1-re és a 4-es szervorúdon fellépő aerodinamikai erők hatására a FGO 1 önállóan egy meghatározott támadási szög alatt áll be az ellentétes áramlás irányához. A FGO 1 és a 4-es szervorúd támadási szöge azonos előjellel bír, így ezen felületek felhajtóereje is ugyanabba az irányba hat. Tehát a 4-es szervorúd aerodinamikai ereje nem csökkenti, hanem növeli a FGO 1 felhajtóerejét. A repülőgép támadási szögének növelésére a pilóta a 6-os húzóerőt előre tolja, ennek következtében a 4-es szervorúd az 5-ös forgásponton az óramutató járásával megegyező irányba fordul, és ezzel megnöveli a 4-es szervorúd támadási szögét. Ez a FGO 1 támadási szögének növekedéséhez vezet, tehát a felhajtóerejének növeléséhez.
A pitch kontroll mellett a 7-es húzóerő által biztosított kapcsolat lehetővé teszi a FGO deriváltjának nulláról a szükséges értékre való növelését.

Tegyük fel, hogy a repülőgép egy felfelé áramló áramlatba lép, és a támadási szöge megnövekszik. Ebben az esetben a 2-es gerenda az óramutató járásával ellentétes irányba forog, és a 9-es és 8-as forgáspontok, ha a 7-es húzóerő hiányzik, közelítenének egymáshoz. A 7-es húzóerő megakadályozza a közelítést, és az 4-es szervorúdot az óramutató járásával megegyező irányba fordítja, ezzel növelve a támadási szögét.

Így, amikor az ellentétes áramlás iránya megváltozik, a 4-es szervorúd támadási szöge megváltozik, és a FGO 1 már egy másik szögben áll be az áramlással szemben, ezáltal más felhajtóerőt generál. Ekkor a megadott derivált nagysága a 8-as és 3-as forgáspontok közötti távolságtól, valamint a 9-es és 5-ös forgáspontok közötti távolságtól függ.

A javasolt FGO-t az "kacsa" elektromos vázmodellel ellenőrizték, amely során a fix FGO-hoz képest annak származéka fele akkora lett. Az FGO terheltsége a szárny terhelésének 68%-át tette ki. Az ellenőrzés célja nem az volt, hogy a terhelések egyenlőek legyenek, hanem az, hogy a FGO terhelése alacsonyabb legyen, mint a szárnyé, mivel ha ez elérhető, akkor az egyenlőséget is könnyen elérjük. A fix FGO-val rendelkező "kacsákban" a vezérsíkon lévő terhelés általában 20-30%-kal meghaladja a szárny terhelését.

„Tökéletes repülőgép”

Ha két szám összege állandó mennyiség, akkor a négyzetük összege a legkisebb, ha ezek a számok egyenlőek. Mivel a szárnyfelszín induktív ellenállása arányos a felhajtóerő tényező négyzetével, ezért a repülőgép ellenállásának legkisebb határa akkor van, amikor ez a tényező mindkét szárnyfelszínen egyenlő a cruising repülési üzemmódban. Ilyen repülőgépet érdemes "tökéletesnek" tekinteni. A "krasznov-kacsa" és a "krasznov-függő" találmányok lehetővé teszik a "tökéletes repülőgép" fogalmának valóra váltását, anélkül, hogy mesterségesen stabilizálnánk automatikus rendszerekkel.

A „tökéletes repülőgép” és a modern, normál vázú repülőgép összehasonlítása azt mutatja, hogy 33%-os növekedést érhetünk el a kereskedelmi terhelésben, miközben 23%-os üzemanyag-megtakarítást is elérhetünk.

Az FGO maximális felhajtóerőt hoz létre a kritikus szög közelében lévő támadási szögeknél, ami jellemző a leszállási repülési fázisra. Ekkor a szárnyfelszín levegő részecskéivel való áramlása a normális és az áramlás meglazulása közötti határhoz közelít. Az áramlás megszakadása a FGO-jel együtt éles veszteséget okoz a felhajtóerőben, ami következésképpen a repülőgép orrának intenzív lemenését, úgynevezett „lecsorgást” idézi elő. A „lecsorgás” figyelemre méltó esete volt a Tu-144 katasztrófája a Le Bourget-nél, amikor a zuhanásból való kilépéskor éppen lecsorgás után történt az összeomlása. A javasolt FGO használata lehetővé teszi ennek a problémának a könnyű megoldását. Ehhez csupán a szervo kormányzási szögét kell korlátozni az FGO-hoz képest. Ekkor az FGO tényleges támadási szöge korlátozott lesz, és sosem válik egyenlővé a kritikus szöggel.

„Függő stabilizátor”

![image](")

Érdekes kérdés a FG használatának normál sémájában. Ha nem csökkentjük, hanem éppen ellenkezőleg, növeljük a FG szögforgását a szervokormányhoz képest, ahogyan az a 4. ábrán látható, akkor a FG deriválja sokkal magasabb lesz a rögzített stabilizátorhoz képest (7).

Ez lehetővé teszi, hogy jelentősen hátrafelé helyezzük a fókuszt és a repülőgép tömegközéppontját. Ennek következtében a FG-stabilizátor cirkáló terhelése nem negatív, hanem pozitív lesz. Ezen kívül, ha a repülőgép tömegközéppontja a fókuszon kívül helyezkedik el a szárnycsillapító eltérítési szögénél (a hely, ahol a szárnycsillapító eltérítése miatt létrejön a felhajtóerő), akkor a szárnyasztal-stabilizátor a leszállási konfigurációban is pozitív felhajtóerőt generál.

De mindez addig érvényes, amíg nem vesszük figyelembe a fékezés és a légáramlás lecsúszásának hatását az elülső hathálózati felületről hátra. Nyilvánvaló, hogy a „kacsa” esetében ennek a hatásnak a szerepe jelentősen kisebb. Másrészről, ha a katonai vadászgépeken a stabilizátor „viszi”, akkor miért ne „vinné” a polgári repülőkön?

„Krasnov-terv” vagy „pseudoflüger kacsa”

A de-stabilizátor csuklós rögzítése, habár nem radikálisan, de mindenesetre bonyolítja a repülőgép szerkezetét. Kiderül, hogy a de-stabilizátor deriválásának csökkentését sokkal olcsóbb eszközökkel is el lehet érni.

![image](")

A 4. ábrán egy a törzsre szoros kapcsolatban álló (a rajzon nem látható) de-stabilizátor 1 szerepel a javasolt légi járműhöz. Ez egy emelési erő változtatására szolgáló eszközzel van ellátva, amely a 2-es magassági vezérlő, amely a 3-as csuklón keresztül van rögzítve a 4-es konzolon, ami szoros kapcsolatban áll a de-stabilizátor 1-jel. Ugyanezen a konzolon 4, a 5-ös csuklóval van elhelyezve a 6-os rúd, amelynek hátsó végén rögzítve van a 7-es szervokormány. A 6-os rúd elülső végén, a 5-ös csukló mellett, rögzítve van a 8-as kar, amelynek felső vége a 9-es csuklóval kapcsolódik a 10-es húzóhoz. A 10-es húzó hátsó végén helyezkedik el a 11-es csukló, amely összeköti a 12-es karja a 13-as magassági vezérlő trimmet. A trim 13 a 14-es csuklóval a 2-es magassági vezérlő hátsó részére van rögzítve. A 15-ös kuplung változtatja a 10-es húzó hosszát a pilóta irányítása alatt, hogy a magasságot szabályozza.

A bemutatott destabilizátor a következőképpen működik. Ha a repülőgép támadási szögének véletlen növekedése következik be, például amikor felfelé áramlásba lép, akkor a szervószár 7 felfelé eltér, ami a húzóerő 10 balra, azaz előre eltolódásához vezet, és ez azt eredményezi, hogy a 13-as trimmezés lefelé eltér, aminek következtében a 2-es magassági kormány felfelé tér el. A 2-es magassági kormány, a 7-es szervószár és a 13-as trimmezés helyzete a leírt helyzetben szaggatott vonalakkal van ábrázolva a rajzon.

Ennek eredményeként a destabilizátor 1 növekvő emelési ereje a támadási szög növekedésével bizonyos mértékig kompenzálva lesz a 2-es magassági kormány felfelé történő eltérésével. Ennek a kompenzálásnak a mértéke a 7-es szervószár és a 2-es magassági kormány eltérési szögének arányától függ. Ez az arány a 8-as és 12-es karok hosszával van meghatározva. A támadási szög csökkenésekor a 2-es magassági kormány lefelé tér el, és a destabilizátor 1 emelési ereje nő, kompenzálva a támadási szög csökkenését.

Így a destabilizátor deriváltja csökkenthető a klasszikus "kacsa"-val összehasonlítva.

Mivel a szervószár 7 és a trimmezés 13 kinematikusan összekapcsolt, ezért kiegyenlítik egymást. Ha ez a kiegyenlítés nem elegendő, akkor szükséges egy kiegyenlítő súlyt beépíteni a szerkezetbe, amelyet vagy a szervószár 7 belsejében, vagy a 6-os rúd folytatására kell elhelyezni az 5-ös csukló előtt. A 2-es magassági kormányt is ki kell egyensúlyozni.

Mivel a liftező felület támadási szög szerinti deriváltja körülbelül kétszerese a Klapp szögének eltérés szerinti deriváltjának, ezért a 2-es magassági kormány eltérésének kétszeres növelésével a 7-es szervószár eltéréséhez képest elérhető egy közel nulla értékű destabilizátor derivált.

A szervószár 7 területe megegyezik a 13-as trimmezés területével, azaz a repülőgépbe történő hozzáadásuk mérete nagyon kicsi és elhanyagolhatóan bonyolítja a felépítést.

Így teljesen lehetséges az eredmények elérése, mint a "idomított kacsával", csupán a hagyományos repülőgép-gyártási technológiák használatával. Ezért az ilyen destabilizátorral rendelkező repülőgépet "pseudoflügerkacsának" lehet nevezni. Erre a találmányra a "Krasznov-terv" (8) nevű szabadalom került kiadásra.

"Turbulenciát ignoráló repülőgép"

Rendkívül célszerű olyan repülőgépet létrehozni, amelynek az első és hátsó emelőfelületek összesített deriváltja nulla.

Az ilyen repülőgép szinte teljesen figyelmen kívül hagyja a függőleges légáramlatokat, így utasai nem érzik a "rázkódást" még intenzív légköri turbulencia esetén sem. Mivel a függőleges légáramlatok nem okoznak terhelést a repülőgépen, ezért jelentősen kisebb működési terhelésre tervezhető, ami pozitívan befolyásolja a szerkezet tömegét. Mivel a repülés során a gép nem tapasztal terhelést, így a szárny nem hajlamos a fáradásos kopásra.

A repülőgép szárnyának deriváltjának csökkentése a "pseudoflüger kacsán" alkalmazott módon történik. Azonban a szervószárny nem a magassági kormányzókra hat, hanem a szárny flaperonjaira. A flaperon a szárny egy része, amely a légcsavar és a lesodródás funkcióját tölti be. Így, a szárny támadási szögének véletlenszerű változása esetén a felemelő erő növekedése az incidens szögének fókuszában következik be. A flaperon elhajlásának következtében a szárny felemelő erejének negatív növekedése a flaperon elhajlásának fókuszában jelentkezik. Az említett fókuszok közötti távolság gyakorlatilag megegyezik a szárny átlagos aerodinamikai chordájának negyedével. Ennek következtében a megadott, ellentétes irányú erők hatására egy destabilizáló nyomaték keletkezik, amelyet a destabilizálónak meg kell kompenzálnia. Ebben az esetben a destabilizálónak egy kis negatív deriválttal kell rendelkeznie, és a szárny deriváltja valamivel több mint nulla kell, hogy legyen. Az ilyen repülőgépen RF szabadalom №2710955 született.

A bemutatott találmányok összessége valószínűleg az utolsó kiaknázatlan információs aerodinamikai forrást jelenti a szubszonikus repülés gazdasági hatékonyságának több mint egyharmados növelésére.

Jurij Krasznov

IRODALOM

1. D. Szobolev. A "repülő szárny" száz éves története, Moszkva, Ruszavia, 1988, 100. oldal.
2. Jurij Krasznov. Orosz Föderáció szabadalom № 2000251.
3. A. Jurkonenko. Alternatív "kacsa". Technika - ifjúság 2009-08. 6-11. oldal.
4. V. Lapin. Mikor fog repülni a "flügger kacsája"? Általános célú repülés. 2011. 8. szám, 38-41. oldal.
5. Jurij Krasznov. Orosz Föderáció szabadalom № 2609644.
6. Jurij Krasznov. Orosz Föderáció szabadalom № 2651959.
7. Ю. Краснов. SzSz sz. 2609620.
8. Ю. Краснов. SzSz sz. 2666094.

Forrás: habr.com