ProHoster > Blogs > Administrācija > LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu

LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu

PagājuŔā gadsimta trÄ«sdesmito gadu beigās lÄ«stes izgudrotājs Gustavs Lāhmans ierosināja bezastes aprÄ«kot ar brÄ«vi peldoÅ”u spārnu, kas novietots spārna priekŔā. Å is spārns bija aprÄ«kots ar servo-stÅ«ri, ar kura palÄ«dzÄ«bu tika regulēts tā pacelÅ”anas spēks. Tas kalpoja, lai kompensētu papildu spārnu nirÅ”anas momentu, kas rodas, atlaižot atloku. Tā kā Lachmann bija Handley-Page uzņēmuma darbinieks, tas bija Ŕī tehniskā risinājuma patenta Ä«paÅ”nieks un ar Å”o zÄ«molu ideja ir minēta tehniskajā literatÅ«rā. Taču praktiskas Ŕīs idejas Ä«stenoÅ”anas joprojām nav! Kāds ir iemesls?

Zaudējumu lÄ«dzsvaroÅ”ana

LidmaŔīnas spārnam, kas rada pacēlumu, ir pavadoÅ”s, varētu teikt, negatÄ«vs blakusprodukts nirÅ”anas momenta veidā, kas mēdz lidmaŔīnu iegremdēt. Lai lidmaŔīna nenirt, uz tās astes atrodas neliels spārns - stabilizators, kas neļauj Å”o ienirÅ”anu, radot lejupejoÅ”u, tas ir, negatÄ«vu, celÅ”anas spēku. Å o gaisa kuÄ£a aerodinamisko konfigurāciju sauc par ā€œnormāluā€. Tā kā stabilizatora pacēlājs ir negatÄ«vs, tas palielina gaisa kuÄ£a gravitāciju, un spārnam ir jābÅ«t lielākai par smaguma spēku.

AtŔķirÄ«bu starp Å”iem spēkiem sauc lÄ«dzsvaroÅ”anas zudumi, kas var sasniegt pat 20%.
Bet brāļu Raitu pirmajai lidojoÅ”ajai lidmaŔīnai Ŕādu zaudējumu nebija, jo mazais spārns - destabilizators, kas novērÅ” ienirÅ”anu - tika novietots nevis aiz spārna, bet gan priekŔā. Å o lidmaŔīnas aerodinamisko dizainu sauc par "kanardu". Un, lai novērstu lidmaŔīnas nirÅ”anu, destabilizatoram ir jārada augÅ”up vērsts, tas ir, pozitÄ«vs, celÅ”anas spēks. To pieskaita spārna pacēlumam, un Ŕī summa ir vienāda ar lidmaŔīnas smagumu. Rezultātā spārnam ir jārada pacelÅ”anas spēks, kas ir mazāks par gravitācijas spēku. Un nekādu zaudējumu balansÄ“Å”anai!

Stabilizators un destabilizators ir apvienoti vienā terminā - horizontālā aste vai GO.
Tomēr, masveidā attÄ«stoties pacelÅ”anās un nolaiÅ”anās spārnu mehanizācijai pagājuŔā gadsimta trÄ«sdesmito gadu sākumā, ā€œpÄ«leā€ Å”o priekÅ”rocÄ«bu zaudēja. Galvenais mehanizācijas elements ir atloks - spārna aizmugurējā daļa, kas ir novirzÄ«ta uz leju. Tas aptuveni divkārÅ”o spārna celÅ”anas spēku, kā rezultātā ir iespējams samazināt ātrumu nolaiÅ”anās un pacelÅ”anās laikā, tādējādi ietaupot uz Å”asijas svaru. Bet blakusprodukts nirÅ”anas momenta veidā, kad atloks tiek atbrÄ«vots, palielinās tiktāl, ka destabilizators ar to netiek galā, bet stabilizators netiek galā. LauÅ”ana nav celÅ”ana, Å”ajā gadÄ«jumā pozitÄ«vs spēks.

Lai spārns radÄ«tu pacēlumu, tam jābÅ«t vērstam leņķī pret tuvojoŔās gaisa plÅ«smas virzienu. Å o leņķi sauc par uzbrukuma leņķi un, tam palielinoties, palielinās arÄ« pacelÅ”anas spēks, taču ne bezgalÄ«gi, bet lÄ«dz kritiskajam leņķim, kas svārstās no 15 lÄ«dz 25 grādiem. Tāpēc kopējais aerodinamiskais spēks nav vērsts stingri uz augÅ”u, bet gan ir slÄ«ps uz lidmaŔīnas asti. Un to var sadalÄ«t komponentā, kas vērsta stingri uz augÅ”u - pacelÅ”anas spēks, un vērsta atpakaļ - aerodinamiskais pretestÄ«bas spēks. LidmaŔīnas aerodinamiskās kvalitātes noteikÅ”anai tiek izmantota pacēluma un pretestÄ«bas spēka attiecÄ«ba, kas var svārstÄ«ties no 7 lÄ«dz 25.

ParādÄ«ba, kas darbojas par labu parastajai shēmai, ir gaisa plÅ«smas slÄ«pums aiz spārna, kas sastāv no plÅ«smas virziena novirzes uz leju, jo lielāks, jo lielāks ir spārna pacēlums. Tāpēc, kad atloks ir novirzÄ«ts, aerodinamikas dēļ automātiski palielinās stabilizatora faktiskais negatÄ«vais uzbrukuma leņķis un lÄ«dz ar to arÄ« tā negatÄ«vais celÅ”anas spēks.

Turklāt tāds apstāklis ā€‹ā€‹kā gaisa kuÄ£a lidojuma garenstabilitātes nodroÅ”ināŔana darbojas arÄ« par labu ā€œparastajaiā€ shēmai, salÄ«dzinot ar ā€œkanarduā€. Gaisa masu vertikālās kustÄ«bas rezultātā gaisa kuÄ£a uzbrukuma leņķis var mainÄ«ties. LidmaŔīnas ir izstrādātas, ņemot vērā Å”o parādÄ«bu, un tās cenÅ”as izturēt traucējumus. Katrai lidmaŔīnas virsmai ir aerodinamiskais fokuss - pacēluma pieauguma pielietoÅ”anas punkts, mainoties uzbrukuma leņķim. Ja ņemam vērā spārna un GO pieauguma rezultantu, tad arÄ« lidmaŔīnai ir fokuss. Ja lidmaŔīnas fokuss atrodas aiz masas centra, tad, nejauÅ”i palielinoties uzbrukuma leņķim, pacēluma pieaugumam ir tendence lidmaŔīnu sasvērt tā, ka uzbrukuma leņķis samazinās. Un lidmaŔīna atgriežas iepriekŔējā lidojuma režīmā. Å ajā gadÄ«jumā ā€œnormālāā€ konfigurācijā spārns rada destabilizējoÅ”u momentu (lai palielinātu uzbrukuma leņķi), un stabilizators rada stabilizējoÅ”u momentu (lai samazinātu uzbrukuma leņķi), un pēdējais dominē par aptuveni 10%. . Kanardā destabilizējoÅ”o momentu rada destabilizators, un stabilizÄ“Å”anas momentu, kas ir aptuveni par 10% lielāks, rada spārns. Tāpēc horizontālās astes laukuma un pleca palielināŔanās palielina parastā dizaina stabilitāti un samazina ā€œkanarduā€. Visi momenti darbojas un tiek aprēķināti attiecÄ«bā pret gaisa kuÄ£a masas centru (skat. 1. att.).

![attēls](LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu)

Ja lidmaŔīnas fokuss atrodas priekŔā masas centram, tad ar nejauÅ”i nelielu uzbrukuma leņķa pieaugumu tas palielinās vēl vairāk un lidmaŔīna bÅ«s statiski nestabila. Å is relatÄ«vais fokusa un masas centra novietojums tiek izmantots mÅ«sdienu iznÄ«cinātājos, lai ielādētu stabilizatoru un saņemtu nevis negatÄ«vu, bet pozitÄ«vu pacēlumu uz to. Un lidmaŔīnas lidojumu nodroÅ”ina nevis aerodinamika, bet četras reizes dublēta automātiskā mākslÄ«gās stabilitātes sistēma, kas ā€œstÅ«rēā€, lidmaŔīnai attālinoties no vajadzÄ«gā uzbrukuma leņķa. Kad automātika ir izslēgta, lidmaŔīna vispirms sāk griezt asti, uz to ir balstÄ«ta figÅ«ra ā€œPugačova kobraā€, kurā pilots apzināti izslēdz automātiku un, sasniedzot vajadzÄ«go astes grieÅ”anās leņķi, izÅ”auj raÄ·ete aizmugurējā puslodē un pēc tam atkal ieslēdz automātiku.
Turpmāk aplūkosim tikai statiski stabilus lidaparātus, jo tikai tādus var izmantot civilajā aviācijā.

LidmaŔīnas fokusa un masas centra relatÄ«vā pozÄ«cija raksturo jēdzienu ā€œcentrÄ“Å”anaā€.
Tā kā fokuss atrodas aiz masas centra, neatkarÄ«gi no modeļa, attālums starp tiem, ko sauc par stabilitātes rezervi, palielina GO roku parastajā modelÄ« un samazina to ā€œkanardāā€.

Spārnu sviru attiecÄ«ba pret sviru ir tāda, ka destabilizatora celÅ”anas spēks pie maksimālās liftu novirzes tiek pilnÄ«bā izmantots, kad gaisa kuÄ£is tiek novietots augstos uzbrukuma leņķos. Un tas bÅ«s garām, kad atloki tiks atbrÄ«voti. Tāpēc visām slavenā amerikāņu dizainera Rutāna ā€œpÄ«lēmā€ nav nekādas mehanizācijas. Viņa Voyager lidmaŔīna bija pirmā pasaulē, kas 1986. gadā aplidoja pasauli bez nosÄ“Å”anās un degvielas uzpildes.

Izņēmums ir Beechcraft Starship, taču tur, lai izmantotu atlokus, tika izmantots ļoti sarežģīts dizains ar mainīgu destabilizatora ģeometriju, kuru nevarēja novest līdz sērijveida reproducējamam stāvoklim, tāpēc projekts tika slēgts.
Spārna svira lielā mērā ir atkarÄ«ga no tā, cik palielinās destabilizatora pacelÅ”anas spēks, kad tā trieciena leņķis palielinās par vienu grādu; Å”o parametru sauc par atvasinājumu attiecÄ«bā pret pacelÅ”anas koeficienta uzbrukuma leņķi vai vienkārÅ”i par destabilizatora atvasinājumu. Un, jo mazāks Å”is atvasinājums, jo tuvāk spārnam var novietot lidmaŔīnas masas centru, tāpēc jo mazāka bÅ«s spārna roka. Lai samazinātu Å”o atvasinājumu, autors 1992. gadā ierosināja ieviest destabilizatoru saskaņā ar divplānu shēmu (2). Tas ļauj samazināt spārna plecu tik daudz, ka tas novērÅ” Ŕķērsli tam, izmantojot atloku. Tomēr blakusparādÄ«ba rodas kā GO pretestÄ«bas palielināŔanās divplākŔņu dēļ. Turklāt lidmaŔīnas konstrukcijā ir sarežģījumi, jo faktiski ir jāizgatavo divi GO, nevis viens.

Kolēģi norādÄ«ja, ka "divplākŔņu destabilizatora" funkcija bija brāļu Raitu lidmaŔīnā, taču izgudrojumos tika patentēta ne tikai jauna funkcija, bet arÄ« jauns funkciju komplekts. Raitiem nebija ā€œatlokaā€ funkcijas. Turklāt, ja ir zināma jauna izgudrojuma pazÄ«mju kopa, tad, lai Å”o izgudrojumu atpazÄ«tu, vismaz viena pazÄ«me ir jāizmanto jauniem mērÄ·iem. Raiti izmantoja divplānu, lai samazinātu konstrukcijas svaru, un aprakstÄ«tajā izgudrojumā - lai samazinātu atvasinājumu.

"Vēstrūmu pīle"

GandrÄ«z pirms divām desmitgadēm mēs atcerējāmies raksta sākumā minēto ideju par ā€œlāpstiņu pÄ«liā€.

Tas izmanto vējrādÄ«tāja horizontālo asti (FGO) kā destabilizatoru, kas sastāv no paÅ”a destabilizatora, kas ar eņģēm novietots uz fizelāžai perpendikulāras ass un savienots ar servo stÅ«res destabilizatoru. Normālas konstrukcijas lidmaŔīna, kur lidmaŔīnas spārns ir FGO destabilizators, bet lidmaŔīnas stabilizators ir FGO servo. Un Ŕī lidmaŔīna nevis lido, bet tiek novietota uz ass, un tā pati ir orientēta attiecÄ«bā pret tuvojoÅ”os plÅ«smu. Mainot servo stÅ«res negatÄ«vo uzbrukuma leņķi, mēs mainām destabilizatora uzbrukuma leņķi attiecÄ«bā pret plÅ«smu un lÄ«dz ar to arÄ« FGO pacelÅ”anas spēku soļa kontroles laikā.

Ja servo stÅ«res rata pozÄ«cija attiecÄ«bā pret destabilizatoru paliek nemainÄ«ga, FGO nereaģē uz vertikāla vēja brāzmām, t.i. uz izmaiņām gaisa kuÄ£a uzbrukuma leņķī. Tāpēc tā atvasinājums ir nulle. Pamatojoties uz mÅ«su iepriekŔējām diskusijām, Ŕī ir ideāla iespēja.

Izmēģinot pirmo A. Jurkoņenko (3) konstruētās lāpstiņas konstrukcijas lidmaŔīnu ar efektÄ«vi noslogotu FGO, tika veikti vairāk nekā divi desmiti veiksmÄ«gu piegājienu. Tajā paŔā laikā tika atklātas skaidras gaisa kuÄ£a nestabilitātes pazÄ«mes (4).

"Super noturība"

Lai cik paradoksāli tas neŔķistu, ā€œlāppÄ«lesā€ nestabilitāte ir tās ā€œsuperstabilitātesā€ sekas. Klasiskās kanardas stabilizējoÅ”ais moments ar fiksētu GO veidojas no spārna stabilizējoŔā momenta un tam pretdarbojoŔā GO destabilizējoŔā momenta. VējpÄ«lē FGO nepiedalās stabilizējoŔā momenta veidoÅ”anā, un tas veidojas tikai no spārna stabilizējoŔā momenta. Tādējādi ā€œlāppÄ«lesā€ stabilizācijas moments ir aptuveni desmit reizes lielāks nekā klasiskajai. Ja nejauÅ”i palielinās uzbrukuma leņķis, lidmaŔīna pārmērÄ«ga spārna stabilizējoŔā momenta ietekmē neatgriežas iepriekŔējā režīmā, bet to ā€œpārÅ”aujā€. Pēc ā€œpārÅ”auÅ”anasā€ lidmaŔīna iegÅ«st samazinātu uzbrukuma leņķi, salÄ«dzinot ar iepriekŔējo režīmu, lÄ«dz ar to rodas citas zÄ«mes stabilizējoÅ”ais moments, arÄ« pārmērÄ«gs, un lÄ«dz ar to rodas paÅ”svārstÄ«bas, kuras pilots nespēj nodzēst.

Viens no stabilitātes nosacÄ«jumiem ir gaisa kuÄ£a spēja neitralizēt atmosfēras traucējumu sekas. Tāpēc, ja nav traucējumu, ir iespējams apmierinoÅ”s nestabila gaisa kuÄ£a lidojums. Tas izskaidro YuAN-1 lidmaŔīnas veiksmÄ«gās pieejas. Manā tālajā jaunÄ«bā autoram bija gadÄ«jums, kad jauns planiera modelis vakaros mierÄ«gos apstākļos lidoja kopumā vismaz 45 minÅ«tes, demonstrējot diezgan apmierinoÅ”us lidojumus un uzrādÄ«ja ievērojamu nestabilitāti - piÄ·oÅ”ana mijās ar nirÅ”anu pirmajā lidojumā vējainā laikā. laikapstākļi. Kamēr laiks bija mierÄ«gs un nebija nekādu traucējumu, planieris demonstrēja apmierinoÅ”u lidojumu, taču tā regulÄ“Å”ana bija nestabila. VienkārÅ”i nebija iemesla demonstrēt Å”o nestabilitāti.

AprakstÄ«to CSF ā€‹ā€‹principā var izmantot "pseidopÄ«lē". Šāds lidaparāts bÅ«tÄ«bā ir ā€œbez astesā€ konstrukcija, un tam ir atbilstoÅ”s novietojums. Un viņa FGO tiek izmantots tikai, lai kompensētu spārna papildu nirÅ”anas momentu, kas rodas, kad tiek atbrÄ«vota mehanizācija. KreisÄ“Å”anas konfigurācijā FGO nav slodzes. Tādējādi FGO faktiski nedarbojas galvenajā darbÄ«bas lidojuma režīmā, un tāpēc tā izmantoÅ”ana Å”ajā iemiesojumā ir neproduktÄ«va.

"KRASNOVA-PÄŖLE"

ā€œPārmērÄ«gu stabilitātiā€ var novērst, palielinot CSF atvasinājumu no nulles lÄ«dz pieņemamam lÄ«menim. Å is mērÄ·is tiek sasniegts, pateicoties tam, ka FGO grieÅ”anās leņķis ir ievērojami mazāks par servo stÅ«res grieÅ”anās leņķi, ko izraisa lidmaŔīnas uzbrukuma leņķa maiņa (5). Å im nolÅ«kam tiek izmantots ļoti vienkārÅ”s mehānisms, kas parādÄ«ts attēlā. 2. FGO 1 un servo stÅ«re 3 ir eņģes uz ass OO1. Stieņi 4 un 6 caur eņģēm 5,7, 9,10, 1, 3 savieno FGO 8 un servo stÅ«ri 12 ar sviru 6. SajÅ«gs 1 kalpo, lai pilots mainÄ«tu stieņa 3 garumu, lai kontrolētu slÄ«pumu. FGO 2 rotācija tiek veikta nevis caur visu servo stÅ«res rata 1 novirzes leņķi attiecÄ«bā pret lidaparātu, kad mainās tuvojoŔās plÅ«smas virziens, bet tikai caur tās proporcionālo daļu. Ja proporcija ir vienāda ar pusi, tad augÅ”upejoÅ”as plÅ«smas ietekmē, kā rezultātā lidmaŔīnas uzbrukuma leņķis palielinās par 1 grādiem, faktiskais FGO uzbrukuma leņķis palielināsies tikai par 3 grādu. AttiecÄ«gi FGO atvasinājums bÅ«s divas reizes mazāks salÄ«dzinājumā ar fiksēto GO. Punktētās lÄ«nijas norāda FGO 5 un servo stÅ«res 7 stāvokli pēc lidmaŔīnas uzbrukuma leņķa maiņas. Proporcijas maiņu un lÄ«dz ar to atvasinājuma vērtÄ«bas noteikÅ”anu var viegli veikt, izvēloties atbilstoÅ”us eņģu 1 un XNUMX attālumus lÄ«dz asij OOXNUMX.

![attēls](LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu)

GO atvasinājuma samazināŔana spalvu dēļ ļauj novietot fokusu jebkurās robežās un aiz tā - lidmaŔīnas masas centru. Å is ir aerodinamiskās novirzes jēdziens. Tādējādi tiek atcelti visi ierobežojumi mÅ«sdienu spārnu mehanizācijas izmantoÅ”anai canard konfigurācijā, vienlaikus saglabājot statisko stabilitāti.

"KRASNOV-FLUGER"

Viss ir kārtÄ«bā! Bet ir trÅ«kums. Lai FGO 1 rastos pozitÄ«vs pacelÅ”anas spēks, negatÄ«vam pacelÅ”anas spēkam ir jāiedarbojas uz servo stÅ«ri 3. Analogija ir parastais lidmaŔīnas izkārtojums. Tas nozÄ«mē, ka ir zaudējumi balansÄ“Å”anai, Å”ajā gadÄ«jumā CSF balansÄ“Å”anai. Tādējādi veids, kā novērst Å”o trÅ«kumu, ir ā€œpÄ«lesā€ shēma. Mēs novietojam servo stÅ«ri FGO priekŔā, kā parādÄ«ts attēlā. 3.

FGO darbojas Ŕādi (6). FGO 1 un servo stÅ«res 4 aerodinamisko spēku iedarbÄ«bas rezultātā FGO 1 tiek spontāni uzstādÄ«ts noteiktā uzbrukuma leņķī pret tuvojoŔās plÅ«smas virzienu. FGO 1 un servo stÅ«res 4 trieciena leņķiem ir vienāda zÄ«me, tāpēc Å”o virsmu celÅ”anas spēki bÅ«s vienādi. Tas ir, servo stÅ«res 4 aerodinamiskais spēks nevis samazina, bet palielina FGO 1 pacelÅ”anas spēku. Lai palielinātu lidmaŔīnas uzbrukuma leņķi, pilots virza vilci 6 uz priekÅ”u, kā rezultātā servo stÅ«re 4 uz eņģes 5 griežas pulksteņrādÄ«tāja virzienā un palielinās servo stÅ«res 4 uzbrukuma leņķis. Tas noved pie FGO 1 uzbrukuma leņķa palielināŔanās, t.i., palielinās tā pacelÅ”anas spēks.
Papildus soļa kontrolei savienojums, ko veic vilces spēks 7, nodroÅ”ina FGO atvasinājuma palielinājumu no nulles lÄ«dz vajadzÄ«gajai vērtÄ«bai.

Pieņemsim, ka lidmaŔīna iekļuva augÅ”upplÅ«smā un tās uzbrukuma leņķis palielinājās. Å ajā gadÄ«jumā sija 2 griežas pretēji pulksteņrādÄ«tāja virzienam, un eņģes 9 un 8, ja nav vilces 7, bÅ«tu jāpārvietojas tuvāk viena otrai. Stienis 7 novērÅ” tuvoÅ”anos un pagriež servo stÅ«ri 4 pulksteņrādÄ«tāja virzienā un tādējādi palielina tā trieciena leņķi.

Tādējādi, mainoties tuvojoŔās plÅ«smas virzienam, mainās servo stÅ«res 4 trieciena leņķis, un FGO 1 spontāni nostājas citā leņķī attiecÄ«bā pret plÅ«smu un rada atŔķirÄ«gu pacelÅ”anas spēku. Å ajā gadÄ«jumā Ŕī atvasinājuma vērtÄ«ba ir atkarÄ«ga no attāluma starp eņģēm 8 un 3, kā arÄ« no attāluma starp eņģēm 9 un 5.

Ierosinātais FGO tika pārbaudÄ«ts uz ā€œpÄ«lesā€ ķēdes elektriskā vada modeļa, savukārt tā atvasinājums salÄ«dzinājumā ar fiksēto GO tika samazināts uz pusi. FGO slodze bija 68% no spārna slodzes. Pārbaudes mērÄ·is nebija iegÅ«t vienādas slodzes, bet gan iegÅ«t tieÅ”i mazāku FGO slodzi, salÄ«dzinot ar spārnu, jo, ja jÅ«s to iegÅ«sit, nebÅ«s grÅ«ti iegÅ«t vienādas. "PÄ«lēs" ar fiksētu GO emennāžas slodze parasti ir par 20 - 30% lielāka nekā spārna noslodze.

"Ideālā lidmaŔīna"

Ja divu skaitļu summa ir nemainÄ«ga vērtÄ«ba, tad to kvadrātu summa bÅ«s mazākā, ja Å”ie skaitļi ir vienādi. Tā kā pacelÅ”anas virsmas induktÄ«vā pretestÄ«ba ir proporcionāla tās pacelÅ”anas koeficienta kvadrātam, tad gaisa kuÄ£a pretestÄ«bas zemākā robeža bÅ«s gadÄ«jumā, ja kreisÄ“Å”anas lidojuma laikā Å”ie abu pacelÅ”anas virsmu koeficienti ir vienādi. Šāds gaisa kuÄ£is jāuzskata par ā€œideāluā€. Izgudrojumi ā€œKrasnova-pÄ«leā€ un ā€œKrasnova-vēdrāpÄ«tisā€ ļauj reāli realizēt ā€œideālā gaisa kuÄ£aā€ jēdzienu, neizmantojot mākslÄ«gu stabilitātes uzturÄ“Å”anu ar automātiskām sistēmām.

ā€œIdeālā gaisa kuÄ£aā€ salÄ«dzinājums ar modernu normālas konstrukcijas lidmaŔīnu parāda, ka ir iespējams iegÅ«t 33% pieaugumu komerciālajā noslogojumā, vienlaikus ietaupot 23% degvielu.

FGO rada maksimālu pacēlumu uzbrukuma leņķos tuvu kritiskajam, un Å”is režīms ir raksturÄ«gs lidojuma nosÄ“Å”anās fāzei. Å ajā gadÄ«jumā gaisa daļiņu plÅ«sma ap nesoÅ”o virsmu ir tuvu robežai starp normālu un apstāŔanos. PlÅ«smas traucējumus no GO virsmas pavada krass pacēluma zudums uz tā un lÄ«dz ar to intensÄ«va lidmaŔīnas deguna, tā sauktā ā€œsoliņaā€ nolaiÅ”anās. IndikatÄ«vs ā€œknābÅ”anasā€ gadÄ«jums ir Tu-144 katastrofa Le Bourget, kad tas sabruka, izejot no nirÅ”anas tieÅ”i pēc nirÅ”anas. Ierosinātā CSF izmantoÅ”ana ļauj viegli atrisināt Å”o problēmu. Lai to izdarÄ«tu, ir jāierobežo tikai servo stÅ«res grieÅ”anās leņķis attiecÄ«bā pret FGO. Å ajā gadÄ«jumā faktiskais FGO uzbrukuma leņķis bÅ«s ierobežots un nekad nebÅ«s vienāds ar kritisko.

"Weathervane stabilizators"

![attēls](LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu)

Interesants ir jautājums par FGO izmantoÅ”anu parastā shēmā. Ja jÅ«s nesamazinat, bet gluži pretēji, palieliniet FGO grieÅ”anās leņķi salÄ«dzinājumā ar servo stÅ«ri, kā parādÄ«ts attēlā. 4, tad FGO atvasinājums bÅ«s daudz lielāks salÄ«dzinājumā ar fiksēto stabilizatoru (7).

Tas ļauj lidmaŔīnas fokusam un masas centram ievērojami novirzÄ«ties uz aizmuguri. Rezultātā FGO stabilizatora kreisÄ“Å”anas slodze kļūst nevis negatÄ«va, bet pozitÄ«va. Turklāt, ja gaisa kuÄ£a masas centrs tiek novirzÄ«ts ārpus fokusa gar atloka novirzes leņķi (pacelÅ”anas pieauguma pielietoÅ”anas punkts atloka novirzes dēļ), tad spalvu stabilizators rada pozitÄ«vu pacelÅ”anas spēku nosÄ“Å”anās konfigurācijā. .

Bet tas viss var bÅ«t taisnÄ«ba, ja vien mēs neņemam vērā bremzÄ“Å”anas un plÅ«smas slÄ«puma ietekmi no priekŔējās gultņa virsmas uz aizmuguri. Skaidrs, ka ā€œpÄ«lesā€ gadÄ«jumā Ŕīs ietekmes loma ir daudz mazāka. No otras puses, ja stabilizators "nes" militāros iznÄ«cinātājus, tad kāpēc tas pārtrauks "pārvadāt" civilās lidmaŔīnas?

"Krasnova plāns" vai "pseido-lāpstiņa pīle"

Destabilizatora eņģes stiprinājums, lai arÄ« ne radikāli, tomēr sarežģī lidmaŔīnas konstrukciju. Izrādās, ka destabilizatora atvasinājuma samazināŔanu var panākt ar daudz lētākiem lÄ«dzekļiem.

![attēls](LidmaŔīna ar aerodinamiski pārvietotu centrējumu)

Attēlā 4. attēlā parādÄ«ts piedāvātā gaisa kuÄ£a destabilizators 1, kas ir stingri savienots ar fizelāžu (nav parādÄ«ts zÄ«mējumā). Tas ir aprÄ«kots ar pacelÅ”anas spēka maiņas lÄ«dzekli stÅ«res rata veidā 2, kas, izmantojot viru 3, ir uzstādÄ«ts uz kronÅ”teina 4, kas ir stingri savienots ar destabilizatoru 1. Uz tā paÅ”a kronÅ”teina 4, izmantojot viru 5, ir stienis 6, kura aizmugurē ir stingri piestiprināts servo stÅ«re 7. Stieņa 6 priekŔējā galā blakus virai 5 ir stingri nostiprināta svira 8, kuras augŔējais gals ir savienots ar stieni 9 ar eņģes 10 palÄ«dzÄ«bu. Stieņa 10 aizmugurē ir eņģe 11, kas savieno to ar lifta 12 trimmera 13 sviru 2. Å ajā gadÄ«jumā trimmeris 13 ir uzstādÄ«ts uz stÅ«res 14 aizmugurējās daļas, izmantojot viru 2. SajÅ«gs 15 maina vilces garumu 10 pilota kontrolē, lai kontrolētu slÄ«pumu.

Piedāvātais destabilizators darbojas Ŕādi. Ja lidmaŔīnas uzbrukuma leņķis nejauÅ”i palielinās, piemēram, kad tas nonāk augÅ”upplÅ«smā, servo stÅ«re 7 tiek novirzÄ«ta uz augÅ”u, kas nozÄ«mē vilces spēka 10 nobÄ«di pa kreisi, t.i. uz priekÅ”u un noved pie trimera 13 novirzÄ«Å”anās uz leju, kā rezultātā lifts 2 tiek novirzÄ«ts uz augÅ”u. StÅ«res 2, servo stÅ«res 7 un trimera 13 pozÄ«cija aprakstÄ«tajā situācijā zÄ«mējumā ir attēlota ar punktētām lÄ«nijām.

Rezultātā destabilizatora 1 pacelÅ”anas spēka palielināŔanos uzbrukuma leņķa palielināŔanās dēļ zināmā mērā kompensēs lifta 2 novirze uz augÅ”u. Å Ä«s izlÄ«dzināŔanas pakāpe ir atkarÄ«ga no servo stÅ«res 7 un stÅ«res 2 novirzes leņķu attiecÄ«bas. Un Å”o attiecÄ«bu nosaka sviru 8 un 12 garums. Samazinoties trieciena leņķim, lifts 2 tiek novirzÄ«ts uz leju, un palielinās destabilizatora 1 pacelÅ”anas spēks, izlÄ«dzinot uzbrukuma leņķa samazināŔanos.

Tādā veidā tiek panākts destabilizatora atvasinājuma samazinājums salÄ«dzinājumā ar klasisko ā€œpÄ«liā€.

Sakarā ar to, ka servo stÅ«re 7 un trimmeris 13 ir kinemātiski savienoti viens ar otru, tie viens otru lÄ«dzsvaro. Ja ar Å”o balansÄ“Å”anu nepietiek, tad konstrukcijā nepiecieÅ”ams iekļaut balansÄ“Å”anas atsvaru, kas jānovieto vai nu servo stÅ«res 7 iekÅ”pusē vai uz stieņa pagarinājuma 6 eņģes 5 priekŔā. Liftam 2 ir jābÅ«t arÄ« jābÅ«t lÄ«dzsvarotam.

Tā kā atvasinājums attiecībā pret gultņa virsmas trieciena leņķi ir aptuveni divas reizes lielāks par atvasinājumu attiecībā pret atloka novirzes leņķi, tad, kad stūres 2 novirzes leņķis ir divreiz lielāks par leņķi servo stūres 7 novirzi, ir iespējams sasniegt destabilizatora atvasinājuma vērtību tuvu nullei.

Servo stūre 7 pēc platības ir vienāda ar trimmeri 13 stūres 2 augstumā. Tas ir, gaisa kuģa konstrukcijas papildinājumi ir ļoti mazi un to nenozīmīgi sarežģī.

Tādējādi, izmantojot tikai tradicionālās gaisa kuÄ£u ražoÅ”anas tehnoloÄ£ijas, ir pilnÄ«gi iespējams iegÅ«t tādus paÅ”us rezultātus kā ā€œlāpstiņaiā€. Tāpēc lidmaŔīnu ar Ŕādu destabilizatoru var saukt par "pseido-lāpstiņu pÄ«li". Å im izgudrojumam tika saņemts patents ar nosaukumu ā€œKrasnov-planā€ (8).

"LidmaŔīna, kas ignorē turbulenci"

Ir ļoti ieteicams konstruēt lidmaŔīnu, kurā priekŔējās un aizmugurējās pacelÅ”anas virsmas kopējais atvasinājums ir vienāds ar nulli.

Šāds lidaparāts gandrÄ«z pilnÄ«bā ignorēs vertikālās gaisa masu plÅ«smas, un tā pasažieri nejutÄ«s ā€œpļāpāŔanuā€ pat ar intensÄ«vu atmosfēras turbulenci. Un, tā kā vertikālās gaisa masu plÅ«smas neizraisa lidmaŔīnas pārslodzi, var rēķināties ar ievērojami mazāku ekspluatācijas pārslodzi, kas pozitÄ«vi ietekmēs tās konstrukcijas svaru. Sakarā ar to, ka lidmaŔīna lidojuma laikā nepiedzÄ«vo pārslodzes, tā korpuss nav pakļauts noguruma nodilumam.

Šāda gaisa kuÄ£a spārna atvasinājuma samazināŔana tiek panākta tāpat kā destabilizatoram "pseido-lāpstiņas kanardā". Bet servo iedarbojas nevis uz liftiem, bet gan uz spārnu flaperoniem. Flaperons ir daļa no spārna, kas darbojas kā elerons un atloks. Å ajā gadÄ«jumā nejauÅ”as spārna uzbrukuma leņķa maiņas rezultātā tā pacelÅ”anas spēks palielinās fokusā gar uzbrukuma leņķi. Un negatÄ«vs spārna pacelÅ”anas spēka pieaugums, ko izraisa flaperona novirze ar servo stÅ«ri, notiek fokusā gar flaperona novirzes leņķi. Un attālums starp Å”iem perēkļiem ir gandrÄ«z vienāds ar ceturtdaļu no spārna vidējā aerodinamiskā horda. Å Ä« daudzvirzienu spēku pāra darbÄ«bas rezultātā veidojas destabilizējoÅ”ais moments, kas jākompensē ar destabilizatora momentu. Å ajā gadÄ«jumā destabilizatoram vajadzētu bÅ«t nelielam negatÄ«vam atvasinājumam, un spārna atvasinājuma vērtÄ«bai jābÅ«t nedaudz lielākai par nulli. Par Ŕādu lidmaŔīnu tika saņemts RF patents Nr.2710955.

Iesniegtais izgudrojumu kopums, iespējams, ir pēdējais neizmantotais informācijas aerodinamiskais resurss zemskaņas aviācijas ekonomiskās efektivitātes palielināŔanai par treÅ”daļu vai vairāk.

Jurijs Krasnovs

ATSAUCES

  1. D. Soboļevs. ā€œLidojoŔā spārnaā€ simtgades vēsture, Maskava, Rusavia, 1988, 100. lpp.
  2. Ju. Krasnovs. RF patents Nr.2000251.
  3. A. Jurkoņenko. AlternatÄ«va "pÄ«le". TehnoloÄ£ijas - jaunieÅ”i 2009-08. Lappuse 6-11
  4. V. LapiņŔ. Kad vējrādis lidos? Vispārējā aviācija. 2011. Nr.8. Lappuse 38-41.
  5. Ju. Krasnovs. RF patents Nr.2609644.
  6. Ju. Krasnovs. RF patents Nr.2651959.
  7. Ju. Krasnovs. RF patents Nr.2609620.
  8. Ju. Krasnovs. RF patents Nr.2666094.

Avots: www.habr.com