Fl-aħħar tas-snin tletin tas-seklu li għadda, l-inventur tas-slat, Gustav Lachmann, ippropona li jgħammar il-tailless b'ġwienaħ li jżomm f'wiċċ l-ilma mqiegħed quddiem il-ġwienaħ. Din il-ġwienaħ kienet mgħammra b'servo-tmun, li bl-għajnuna tiegħu l-forza ta 'rfigħ tagħha kienet regolata. Din serva biex tikkumpensa għall-mument addizzjonali tal-għadis tal-ġwienaħ li jseħħ meta l-flap jiġi rilaxxat. Peress li Lachmann kien impjegat tal-kumpanija Handley-Page, kien is-sid tal-privattiva għal din is-soluzzjoni teknika u taħt din il-marka l-idea tissemma fil-letteratura teknika. Iżda għad m'hemm l-ebda implimentazzjoni prattika ta 'din l-idea! X'inhi r-raġuni?
Bilanċ tat-telf
Il-ġwienaħ ta' ajruplan, li joħloq lift, għandu akkumpanjament, wieħed jista' jgħid, prodott sekondarju negattiv fil-forma ta' mument ta' għadis li għandu t-tendenza li jpoġġi l-ajruplan f'għads. Biex tevita li l-ajruplan jogħdos, hemm ġwienaħ żgħir fuq denb tiegħu - stabilizzatur, li jipprevjeni din l-għads, u joħloq forza ta 'rfigħ 'l isfel, jiġifieri negattiva. Din il-konfigurazzjoni aerodinamika tal-inġenju tal-ajru tissejjaħ "normali". Minħabba li l-lift tal-istabbilizzatur huwa negattiv, iżid mal-gravità tal-inġenju tal-ajru, u l-ġwienaħ għandu jkollu lift akbar mill-gravità.
Id-differenza bejn dawn il-forzi tissejjaħ telf ta 'bilanċ, li jista' jilħaq sa 20%.
Iżda l-ewwel ajruplan li jtir tal-Wright Brothers ma kellux telf bħal dan, minħabba li l-ġwienaħ iż-żgħir - destabilizzatur li jipprevjeni adsa - tpoġġiet mhux wara l-ġwienaħ, iżda quddiemha. Dan id-disinn aerodinamiku tal-inġenju tal-ajru jissejjaħ "canard". U sabiex jipprevjeni l-inġenju tal-ajru milli jogħdos, id-destabilizzatur għandu joħloq forza ta 'rfigħ 'il fuq, jiġifieri pożittiva. Huwa miżjud mal-lift tal-ġwienaħ, u din is-somma hija ugwali għall-gravità tal-inġenju tal-ajru. Bħala riżultat, il-ġwienaħ irid jipproduċi forza ta 'lift li hija inqas mill-forza tal-gravità. U l-ebda telf għall-ibbilanċjar!
Stabbilizzatur u destabilizzatur huma magħquda f'terminu wieħed - denb orizzontali jew GO.
Madankollu, bl-iżvilupp massiv tal-mekkanizzazzjoni tal-ġwienaħ tat-tlugħ u l-inżul fil-bidu tat-tletinijiet tas-seklu li għadda, il-"papra" tilfet dan il-vantaġġ. L-element ewlieni tal-mekkanizzazzjoni huwa l-ġewnaħ - il-parti ta 'wara tal-ġwienaħ li hija devjata 'l isfel. Madwar jirdoppja l-forza tal-irfigħ tal-ġwienaħ, li minħabba fiha huwa possibbli li titnaqqas il-veloċità waqt l-inżul u t-tluq, u b'hekk tiffranka l-piż tax-chassis. Iżda l-prodott sekondarju fil-forma ta 'mument ta' għadsa meta l-flap jiġi rilaxxat jiżdied sa tali punt li d-destabilizzatur ma jistax ilaħħaq miegħu, iżda l-istabbilizzatur ma jistax ilaħħaq. It-tkissir mhux bini, f'dan il-każ forza pożittiva.
Sabiex il-ġwienaħ joħloq lift, għandu jkun orjentat f'angolu għad-direzzjoni tal-fluss ta 'l-arja li ġejja. Dan l-angolu jissejjaħ l-angolu ta 'attakk u hekk kif tiżdied, il-forza tal-lift tiżdied ukoll, iżda mhux b'mod indefinit, iżda sa angolu kritiku, li jvarja minn 15 sa 25 grad. Għalhekk, il-forza aerodinamika totali mhix diretta strettament 'il fuq, iżda hija inklinata lejn id-denb tal-inġenju tal-ajru. U jista 'jiġi dekompost f'komponent dirett strettament 'il fuq - il-forza tal-lift, u diretta lura - il-forza tat-tkaxkir aerodinamika. Il-proporzjon tal-lift għall-forza tat-tkaxkir jintuża biex tiġġudika l-kwalità aerodinamika tal-inġenju tal-ajru, li tista 'tvarja minn 7 sa 25.
Il-fenomenu li jaħdem favur l-iskema normali huwa ċ-ċanfrin tal-fluss ta 'l-arja wara l-ġwienaħ, li jikkonsisti f'deflessjoni 'l isfel tad-direzzjoni tal-fluss, iktar ikun kbir il-lift tal-ġwienaħ. Għalhekk, meta l-flap jiġi devjat, minħabba l-aerodinamika, l-angolu negattiv attwali tal-attakk tal-istabbilizzatur awtomatikament jiżdied u, konsegwentement, il-forza negattiva tal-lift tiegħu.
Barra minn hekk, ċirkustanza bħal dik li tiżgura l-istabbiltà lonġitudinali tat-titjira tal-inġenju tal-ajru taħdem ukoll favur l-iskema "normali" meta mqabbla mal-"canard". L-angolu tal-attakk ta 'inġenju tal-ajru jista' jgħaddi minn bidliet bħala riżultat ta 'movimenti vertikali tal-mases tal-arja. L-ajruplani huma ddisinjati b'dan il-fenomenu f'moħħhom u jagħmlu ħilithom biex jifilħu d-disturbi. Kull wiċċ ta 'l-ajruplan għandu fokus aerodinamiku - il-punt ta' applikazzjoni taż-żieda fil-lift meta l-angolu ta 'attakk jinbidel. Jekk inqisu r-riżultat taż-żidiet tal-ġwienaħ u GO, allura l-ajruplan għandu wkoll fokus. Jekk il-fokus tal-inġenju tal-ajru jkun wara ċ-ċentru tal-massa, allura b'żieda każwali fl-angolu tal-attakk, iż-żieda fil-lift għandha t-tendenza li tmejjel l-inġenju tal-ajru sabiex l-angolu tal-attakk jonqos. U l-ajruplan jerġa 'lura għall-mod tat-titjira preċedenti tiegħu. F'dan il-każ, fil-konfigurazzjoni "normali", il-ġwienaħ joħloq mument destabilizzanti (biex iżid l-angolu tal-attakk), u l-istabbilizzatur joħloq mument stabilizzanti (biex inaqqas l-angolu tal-attakk), u dan tal-aħħar jipprevali b'madwar 10% . F'canard, il-mument destabilizzanti jinħoloq mid-destabilizzatur, u l-mument stabilizzanti, li huwa madwar 10% akbar, jinħoloq mill-ġwienaħ. Għalhekk, żieda fiż-żona u l-ispalla tad-denb orizzontali twassal għal żieda fl-istabbiltà fid-disinn normali u għat-tnaqqis tagħha fil-"canard". Il-mumenti kollha jaġixxu u huma kkalkulati b'mod relattiv għaċ-ċentru tal-massa tal-inġenju tal-ajru (ara Fig. 1).
)
Jekk il-fokus tal-ajruplan ikun 'il quddiem miċ-ċentru tal-massa, allura b'żieda żgħira każwali fl-angolu tal-attakk tiżdied saħansitra aktar u l-pjan ikun statikament instabbli. Din il-pożizzjoni relattiva tal-fokus u ċ-ċentru tal-massa tintuża fil-ġellieda moderni biex jgħabbi l-istabbilizzatur u tirċievi lift mhux negattiv, iżda pożittiv fuqha. U t-titjira tal-inġenju tal-ajru hija żgurata mhux mill-ajrudinamika, iżda minn sistema ta 'stabbiltà artifiċjali awtomatika duplikata erba' darbiet, li "jidderieġi" meta l-inġenju tal-ajru jitbiegħed mill-angolu ta 'attakk meħtieġ. Meta l-awtomazzjoni tintefa, l-inġenju tal-ajru jibda jdawwar id-denb l-ewwel, fuq dan hija bbażata l-figura "Pugachev's Cobra", li fiha l-pilota jitfi deliberatament l-awtomazzjoni u, meta jintlaħaq l-angolu ta 'rotazzjoni tad-denb meħtieġ, jispara a rokit fl-emisferu ta 'wara, u mbagħad jerġa' jixgħel l-awtomazzjoni.
F'dak li ġej, inqisu biss inġenji tal-ajru statikament stabbli, peress li inġenji tal-ajru bħal dawn biss jistgħu jintużaw fl-avjazzjoni ċivili.
Il-pożizzjoni relattiva tal-fokus tal-inġenju tal-ajru u ċ-ċentru tal-massa tikkaratterizza l-kunċett ta '"ċentrur."
Peress li l-fokus huwa wara ċ-ċentru tal-massa, irrispettivament mill-mudell, id-distanza bejniethom, imsejħa l-marġini ta 'stabbiltà, iżżid id-driegħ GO fil-mudell normali u tnaqqasha fil-"canard".
Il-proporzjon ta 'l-armi tal-ġwienaħ għall-canard huwa tali li l-forza ta' rfigħ tad-destabilizzatur fid-deflessjoni massima tal-liftijiet tintuża kompletament meta l-inġenju tal-ajru jinġieb f'angoli għoljin ta 'attakk. U se tintilef meta jinħelsu l-flaps. Għalhekk, il- "papri" kollha tad-disinjatur Amerikan famuż Rutan m'għandhom l-ebda mekkanizzazzjoni. L-ajruplan Voyager tiegħu kien l-ewwel fid-dinja li tajjar madwar id-dinja mingħajr ma nżel u rkupra l-fjuwil fl-1986.
Eċċezzjoni hija l-Beechcraft Starship, iżda hemmhekk, għall-iskop tal-użu tal-flaps, intuża disinn kumpless ħafna b'ġeometrija ta 'destabilizzatur varjabbli, li ma setax jinġieb fi stat riproduċibbli serjali, u huwa għalhekk li l-proġett ingħalaq.
Id-driegħ tal-ġwienaħ jiddependi ħafna fuq kemm tiżdied il-forza tal-lift tad-destabilizzatur meta l-angolu tal-attakk tiegħu jiżdied bi grad wieħed; dan il-parametru jissejjaħ id-derivattiv fir-rigward tal-angolu tal-attakk tal-koeffiċjent tal-lift jew sempliċement id-derivattiv tad-destabilizzatur. U, l-iżgħar dan id-derivattiv, l-eqreb lejn il-ġwienaħ iċ-ċentru tal-massa tal-inġenju tal-ajru jista 'jitqiegħed, għalhekk, iżgħar tkun id-driegħ tal-ġwienaħ. Biex tnaqqas dan id-derivattiv, l-awtur fl-1992 ippropona li jimplimenta d-destabilizzatur skont skema biplane (2). Dan jagħmilha possibbli li titnaqqas l-ispalla tal-ġwienaħ tant li telimina l-ostaklu għall-użu ta 'flap fuqha. Madankollu, effett sekondarju jseħħ fil-forma ta 'żieda fir-reżistenza tal-GO minħabba biplane. Barra minn hekk, hemm kumplikazzjoni fid-disinn tal-inġenju tal-ajru, peress li huwa meħtieġ li fil-fatt jiġu manifatturati żewġ GOs, u mhux wieħed.
Il-kollegi rrimarkaw li l-karatteristika "biplane destabilizer" kienet preżenti fuq il-pjan ta 'Wright Brothers, iżda fl-invenzjonijiet mhux biss karatteristika ġdida kienet privattiva, iżda wkoll sett ġdid ta' karatteristiċi. Il-Wrights ma kellhomx il-karatteristika "flap". Barra minn hekk, jekk is-sett ta 'karatteristiċi ta' invenzjoni ġdida huwa magħruf, allura biex din l-invenzjoni tkun rikonoxxuta, mill-inqas karatteristika waħda għandha tintuża għal skopijiet ġodda. Il-Wrights użaw biplane biex inaqqsu l-piż tal-istruttura, u fl-invenzjoni deskritta - biex inaqqsu d-derivattiv.
"Papra tal-Veathervane"
Kważi għoxrin sena ilu, ftakarna fl-idea ta '"papra tal-pappa" msemmija fil-bidu tal-artikolu.
Juża denb orizzontali tat-temp vane (FGO) bħala destabilizzatur, li jikkonsisti fid-destabilizzatur innifsu, imqiegħed b'ċappetti fuq assi perpendikolari mal-fuselage, u konness mad-destabilizzatur tat-tmun tas-servo. Tip ta 'ajruplan ta' disinn normali, fejn il-ġwienaħ tal-ajruplan huwa d-destabilizzatur tal-FGO, u l-istabbilizzatur tal-ajruplan huwa s-servo FGO. U dan l-ajruplan ma jtirx, iżda jitqiegħed fuq assi, u huwa nnifsu huwa orjentat relattiv għall-fluss li ġej. Billi nibdlu l-angolu negattiv tal-attakk tal-isteering servo, nibdlu l-angolu tal-attakk tad-destabilizzatur relattiv għall-fluss u, konsegwentement, il-forza tal-irfigħ tal-FGO waqt il-kontroll tal-pitch.
Meta l-pożizzjoni tas-servo steering wheel tibqa 'mhux mibdula relattiva għad-destabilizzatur, l-FGO ma jirrispondix għal buffuri ta' riħ vertikali, i.e. għal bidliet fl-angolu tal-attakk tal-ajruplan. Għalhekk id-derivattiv tiegħu huwa żero. Ibbażat fuq id-diskussjonijiet preċedenti tagħna, din hija għażla ideali.
Meta ttestja l-ewwel inġenju tal-ajru tad-disinn "vane canard" iddisinjat minn A. Yurkonenko (3) b'FGO mgħobbi b'mod effettiv, saru aktar minn żewġ tużżani approċċi b'suċċess. Fl-istess ħin, ġew skoperti sinjali ċari ta' instabbiltà tal-inġenji tal-ajru (4).
"Super Reżiljenza"
Paradossali kemm jista 'jidher, l-instabilità tal-"papra vane" hija konsegwenza ta' "super-istabbiltà" tagħha. Il-mument stabilizzanti ta 'canard klassiku b'GO fiss huwa ffurmat mill-mument stabilizzanti tal-ġwienaħ u l-mument destabilizzanti tal-GO li jikkontrobattuha. Fil-papra weathervaned, l-FGO ma tipparteċipax fil-formazzjoni tal-mument stabilizzanti, u huwa ffurmat biss mill-mument stabilizzanti tal-ġwienaħ. Għalhekk, il-mument ta 'stabbilizzazzjoni tal-"papra tal-pappa" huwa madwar għaxar darbiet akbar minn dak ta' dak klassiku. Jekk l-angolu tal-attakk jiżdied b'mod aċċidentali, l-inġenju tal-ajru, taħt l-influwenza ta 'mument ta' stabbilizzazzjoni eċċessiv tal-ġwienaħ, ma jerġax lura għall-mod ta 'qabel tiegħu, iżda "jaqbeż". Wara l-"overshoot", l-inġenju tal-ajru jakkwista angolu mnaqqas ta 'attakk meta mqabbel mal-mod ta' qabel, għalhekk jinqala' mument stabilizzanti ta 'sinjal differenti, ukoll eċċessiv, u għalhekk jinqalgħu awto-oxxillazzjonijiet, li l-pilota ma jkunx jista' jitfi.
Waħda mill-kundizzjonijiet għall-istabbiltà hija l-abbiltà tal-inġenju tal-ajru li jinnewtralizza l-konsegwenzi tad-disturbi atmosferiċi. Għalhekk, fin-nuqqas ta' disturbi, titjira sodisfaċenti ta' inġenju tal-ajru instabbli hija possibbli. Dan jispjega l-approċċi ta 'suċċess ta' l-ajruplan YuAN-1. Fiż-żgħażagħ imbiegħda tiegħi, l-awtur kellu każ meta mudell ta 'glider ġdid ittajjar filgħaxija f'kundizzjonijiet kalmi għal total ta' mill-inqas 45 minuta, u wera titjiriet pjuttost sodisfaċenti u wera instabbiltà sinifikanti - pitching alternat ma 'għadis fl-ewwel titjira f'riħ. temp. Sakemm it-temp kien kalm u ma kienx hemm disturbi, il-glider wera titjira sodisfaċenti, iżda l-aġġustament tiegħu kien instabbli. Sempliċement ma kien hemm l-ebda raġuni biex tintwera din l-instabilità.
Is-CSF deskritt jista', fil-prinċipju, jintuża fi "psewdo-papra". Inġenju tal-ajru bħal dan huwa essenzjalment disinn "bla denb" u għandu allinjament xieraq. U l-FGO tiegħu jintuża biss biex jikkumpensa għall-mument ta 'għadis addizzjonali tal-ġwienaħ li jseħħ meta l-mekkanizzazzjoni tiġi rilaxxata. Fil-konfigurazzjoni tal-kruċiera m'hemm l-ebda tagħbija fuq l-FGO. Għalhekk, l-FGO fil-fatt ma jaħdimx fil-modalità operattiva ewlenija tat-titjira, u għalhekk l-użu tiegħu f'din l-inkarnazzjoni mhuwiex produttiv.
"KRASNOV-PAPRI"
"Stabbiltà żejda" tista' tiġi eliminata billi tiżdied id-derivattiva tas-CSF minn żero għal livell aċċettabbli. Dan l-għan jintlaħaq minħabba l-fatt li l-angolu ta 'rotazzjoni tal-FGO huwa sinifikament inqas mill-angolu ta' rotazzjoni tat-tmun servo ikkawżat minn bidla fl-angolu ta 'attakk tal-inġenju tal-ajru (5). Għal dan il-għan, jintuża mekkaniżmu sempliċi ħafna, muri fil-Fig. 2. FGO 1 u servo steering wheel 3 huma biċ-ċappetti fuq l-assi OO1. Vireg 4 u 6, permezz ta 'ċappetti 5,7, 9,10, qabbad FGO 1 u servo steering wheel 3 ma' rocker 8. Il-klaċċ 12 iservi biex jibdel it-tul tal-virga 6 mill-pilota għall-iskop ta 'kontroll tal-pitch. Ir-rotazzjoni tal-FGO 1 titwettaq mhux permezz tal-angolu kollu tad-deflessjoni tas-servo steering wheel 3 relattiv għall-inġenju tal-ajru meta tinbidel id-direzzjoni tal-fluss li ġej, iżda biss permezz tal-parti proporzjonali tagħha. Jekk il-proporzjon huwa ugwali għal nofs, allura taħt l-azzjoni ta 'fluss 'il fuq, li jwassal għal żieda fl-angolu ta' attakk tal-inġenju tal-ajru b'2 gradi, l-angolu attwali tal-attakk tal-FGO se jiżdied b'grad 1 biss. Għaldaqstant, id-derivattiv tal-FGO se jkun darbtejn iżgħar meta mqabbel mal-GO fiss. Il-linji dashed jindikaw il-pożizzjoni ta 'FGO 1 u servo tmun 3 wara li tbiddel l-angolu ta' attakk ta 'l-ajruplan. It-tibdil tal-proporzjon u, b'hekk, id-determinazzjoni tal-valur tad-derivattiv jista 'jitwettaq faċilment billi jintgħażlu d-distanzi xierqa taċ-ċappetti 5 u 7 għall-assi OO1.
![immaġini]()
It-tnaqqis tad-derivattiv tal-GO minħabba rix jippermettilek li tpoġġi l-fokus fi kwalunkwe limitu, u warajha ċ-ċentru tal-massa tal-ajruplan. Dan huwa l-kunċett ta 'allinjament ħażin aerodinamiku. Għalhekk, ir-restrizzjonijiet kollha fuq l-użu tal-mekkanizzazzjoni moderna tal-ġwienaħ fil-konfigurazzjoni tal-canard jitneħħew filwaqt li tinżamm l-istabbiltà statika.
"KRASNOV-FLUGER"
Kollox sew! Iżda hemm żvantaġġ. Sabiex isseħħ forza ta 'lift pożittiv fuq FGO 1, forza ta' lift negattiva trid taġixxi fuq ir-rota tal-isteering servo 3. Analoġija hija t-tqassim normali ta 'ajruplan. Jiġifieri, hemm telf għall-ibbilanċjar, f'dan il-każ l-ibbilanċjar tas-CSF. Għalhekk il-mod kif jiġi eliminat dan l-iżvantaġġ huwa l-iskema "papra". Aħna npoġġu s-servo steering wheel quddiem l-FGO, kif muri fil-Fig. 3.
L-FGO taħdem kif ġej (6). Bħala riżultat tal-azzjoni tal-forzi aerodinamiċi fuq l-FGO 1 u s-servo steering wheel 4, l-FGO 1 huwa installat spontanjament f'ċertu angolu ta 'attakk għad-direzzjoni tal-fluss li ġej. L-angoli tal-attakk tal-FGO 1 u t-tmun tas-servo 4 għandhom l-istess sinjal, għalhekk, il-forzi tal-irfigħ ta 'dawn l-uċuħ se jkollhom l-istess direzzjoni. Jiġifieri, il-forza aerodinamika tat-tmun servo 4 ma tnaqqasx, iżda żżid il-forza tal-irfigħ tal-FGO 1. Biex iżżid l-angolu tal-attakk tal-inġenju tal-ajru, il-pilota jċaqlaq l-ispinta 6 'l quddiem, b'riżultat li s-servo tmun 4 fuq iċ-ċappetta 5 idur lejn l-arloġġ u l-angolu ta 'attakk tat-tmun servo 4 jiżdied. Dan iwassal għal żieda fl-angolu ta 'attakk ta' FGO 1, jiġifieri għal żieda fil-forza ta 'rfigħ tiegħu.
Minbarra l-kontroll tal-pitch, il-konnessjoni mwettqa mill-ispinta 7 tiżgura żieda minn żero għall-valur meħtieġ tad-derivattiv tal-FGO.
Ejja nassumu li l-ajruplan daħal updraft u l-angolu ta 'attakk tiegħu żdied. F'dan il-każ, ir-raġġ 2 idur kontra l-arloġġ u ċ-ċappetti 9 u 8, fin-nuqqas ta' trazzjoni 7, ikollhom jersqu eqreb flimkien. Il-virga 7 tipprevjeni l-avviċinament u ddawwar is-servo steering wheel 4 lejn l-arloġġ u b'hekk iżżid l-angolu ta 'attakk tagħha.
Għalhekk, meta tinbidel id-direzzjoni tal-fluss li ġej, l-angolu ta 'attakk tas-servo steering wheel 4 jinbidel, u l-FGO 1 spontanjament jissettja f'angolu differenti relattiv għall-fluss u joħloq forza ta' rfigħ differenti. F'dan il-każ, il-valur ta 'dan id-derivattiv jiddependi fuq id-distanza bejn iċ-ċappetti 8 u 3, kif ukoll fuq id-distanza bejn iċ-ċappetti 9 u 5.
L-FGO propost ġie ttestjat fuq mudell ta’ korda elettrika taċ-ċirkwit “papra”, filwaqt li d-derivattiv tiegħu meta mqabbel ma’ GO fiss tnaqqset bin-nofs. It-tagħbija fuq l-FGO kienet 68% ta’ dik għall-ġwienaħ. L-għan tat-test ma kienx li tikseb tagħbijiet ugwali, iżda li tikseb preċiżament tagħbija aktar baxxa tal-FGO meta mqabbla mal-ġwienaħ, peress li jekk tiksibha, mhux se jkun diffiċli li tikseb dawk ugwali. F'"papri" b'GO fiss, it-tagħbija tal-impennage hija ġeneralment 20 - 30% ogħla mit-tagħbija tal-ġwienaħ.
"L-Ajruplan Ideali"
Jekk is-somma ta’ żewġ numri hija valur kostanti, allura s-somma tal-kwadri tagħhom tkun l-iżgħar jekk dawn in-numri jkunu ugwali. Peress li t-tkaxkir induttiv ta 'wiċċ ta' rfigħ huwa proporzjonali għall-kwadru tal-koeffiċjent ta 'l-irfigħ tiegħu, l-inqas limitu ta' drag ta 'l-inġenju ta' l-ajru jkun fil-każ meta dawn il-koeffiċjenti taż-żewġ uċuħ ta 'rfigħ huma ugwali għal xulxin waqt it-titjira moderata. Inġenju tal-ajru bħal dan għandu jitqies bħala “ideali”. L-invenzjonijiet "Krasnov-duck" u "Krasnov-weather vane" jagħmluha possibbli li fir-realtà jiġi realizzat il-kunċett ta '"ajruplan ideali" mingħajr ma jirrikorru għaż-żamma artifiċjali tal-istabbiltà permezz ta' sistemi awtomatiċi.
Tqabbil tal-"ajruplan ideali" ma 'inġenju tal-ajru modern ta' disinn normali juri li huwa possibbli li tinkiseb żieda ta '33% fit-tagħbija kummerċjali filwaqt li fl-istess ħin tiffranka 23% fuq il-fjuwil.
L-FGO joħloq lift massimu f'angoli ta 'attakk qrib il-kritika, u din il-modalità hija tipika għall-fażi tal-inżul tat-titjira. F'dan il-każ, il-fluss tal-partiċelli ta 'l-arja madwar il-wiċċ li jiflaħ it-tagħbija huwa qrib il-konfini bejn in-normal u stall. It-tfixkil tal-fluss mill-wiċċ tal-GO huwa akkumpanjat minn telf qawwi ta 'lift fuqha u, bħala konsegwenza, tnaqqis intens tal-imnieħer tal-inġenju tal-ajru, l-hekk imsejjaħ "pitch." Każ indikattiv ta '"peck" huwa d-diżastru tat-Tu-144 f'Le Bourget, meta waqa' malli ħareġ minn għadsa preċiżament wara l-għads. L-użu tas-CSF propost jagħmilha possibbli li din il-problema tissolva faċilment. Biex tagħmel dan, huwa meħtieġ biss li jiġi limitat l-angolu ta 'rotazzjoni tas-servo steering relattiv għall-FGO. F'dan il-każ, l-angolu attwali tal-attakk tal-FGO se jkun limitat u qatt mhu se jsir ugwali għal dak kritiku.
"Stabbilizzatur tal-vannijiet tat-temp"
![immaġini]()
Il-kwistjoni tal-użu tal-FGO fi skema normali hija ta' interess. Jekk ma tnaqqasx, iżda għall-kuntrarju, iżżid l-angolu ta 'rotazzjoni tal-FGO meta mqabbel mas-servo steering wheel, kif muri fil-Fig. 4, allura d-derivattiv tal-FGO se jkun ħafna ogħla meta mqabbel mal-istabbilizzatur fiss (7).
Dan jippermetti li l-fokus u ċ-ċentru tal-massa tal-inġenju tal-ajru jiċċaqilqu b'mod sinifikanti lura. Bħala riżultat, it-tagħbija moderata tal-istabilizzatur FGO ma ssirx negattiva, iżda pożittiva. Barra minn hekk, jekk iċ-ċentru tal-massa tal-inġenju tal-ajru jiġi mċaqlaq lil hinn mill-fokus tul l-angolu tad-deflessjoni tal-flap (il-punt ta 'applikazzjoni tal-inkrement fil-lift minħabba d-deflessjoni tal-flap), allura l-istabbilizzatur tar-rix joħloq forza ta' lift pożittiv fil-konfigurazzjoni tal-inżul .
Iżda dan kollu jista 'jkun minnu sakemm aħna ma nqisux l-effett tal-ibbrejkjar u ċanfrin tal-fluss mill-wiċċ li jġorr quddiem għal wara. Huwa ċar li fil-każ ta '"papra" ir-rwol ta' din l-influwenza huwa ħafna inqas. Min-naħa l-oħra, jekk l-istabbilizzatur "iġorr" fuq ġellieda militari, allura għaliex se jieqaf "iġorr" fuq ajruplani ċivili?
"Pjan Krasnov" jew "papra psewdo-vane"
L-immuntar biċ-ċappetti tad-destabilizzatur, għalkemm mhux radikalment, xorta jikkomplika d-disinn tal-inġenju tal-ajru. Jirriżulta li t-tnaqqis tad-derivattiv tad-destabilizzatur jista 'jinkiseb b'mezzi ferm orħos.
![immaġini]()
Fil-Fig. Il-Figura 4 turi d-destabilizzatur 1 tal-inġenju tal-ajru propost imqabbad b'mod riġidu mal-fuselage (mhux muri fit-tpinġija). Huwa mgħammar b'mezz li jbiddel il-forza ta 'rfigħ tiegħu fil-forma ta' rota ta 'l-istering 2, li, bl-użu ta' ċappetta 3, hija mmuntata fuq parentesi 4, imqabbda b'mod riġidu mad-destabilizzatur 1. Fuq l-istess bracket 4, bl-użu ta 'ċappetta 5, hemm virga 6, li fit-tarf ta 'wara tagħha huwa mwaħħal b'mod riġidu servo steering wheel 7 Fit-tarf ta' quddiem tal-virga 6, ħdejn iċ-ċappetta 5, lieva 8 hija mwaħħla b'mod riġidu, li t-tarf ta 'fuq tagħha huwa imqabbad mal-virga 9 permezz ta 'ċappetta 10. Fit-tarf ta' wara tal-virga 10 hemm ċappetta 11 li tgħaqqadha mal-lieva 12 tat-trimmer 13 tal-lift 2. F'dan il-każ, it-trimmer 13 huwa mmuntat fuq il-parti ta 'wara tal-isteering wheel 14 bl-użu ta' ċappetta 2. Il-klaċċ 15 jibdel it-tul tal-ispinta 10 taħt il-kontroll tal-pilota għall-kontroll tal-pitch.
Id-destabilizzatur ippreżentat jaħdem kif ġej. Jekk l-angolu ta 'attakk ta' l-inġenju ta 'l-ajru jiżdied aċċidentalment, pereżempju, meta jidħol updraft, is-servo steering wheel 7 jiġi mxellef 'il fuq, li jinvolvi ċaqliq ta' l-ispinta 10 lejn ix-xellug, i.e. 'il quddiem u jwassal għad-deflessjoni tat-trimmer 13 'l isfel, b'riżultat ta' dan il-lift 2 jiġi mxellef 'il fuq. Il-pożizzjoni tal-isteering wheel 2, is-servo steering wheel 7 u t-trimmer 13 fis-sitwazzjoni deskritta hija rappreżentata fit-tpinġija permezz ta 'linji dashed.
Bħala riżultat, iż-żieda fil-forza tal-irfigħ tad-destabilizzatur 1 minħabba żieda fl-angolu tal-attakk se tkun sa ċertu punt ikkumpensata mid-deflessjoni 'l fuq tal-lift 2. Il-grad ta 'dan il-livellar jiddependi fuq il-proporzjon ta' l-angoli ta 'deflessjoni tas-servo steering wheel 7 u l-isteering wheel 2. U dan il-proporzjon huwa stabbilit mit-tul tal-lievi 8 u 12. Meta l-angolu tal-attakk jonqos, il-lift 2 jiġi mxellef 'l isfel, u l-forza tal-irfigħ tad-destabilizzatur 1 tiżdied, u b'hekk jonqos it-tnaqqis fl-angolu tal-attakk.
B'dan il-mod, jinkiseb tnaqqis fid-derivattiv tad-destabilizzatur meta mqabbel mal- "papra" klassiku.
Minħabba l-fatt li s-servo steering wheel 7 u t-trimmer 13 huma konnessi kinematikament ma 'xulxin, jibbilanċjaw lil xulxin. Jekk dan l-ibbilanċjar ma jkunx biżżejjed, allura huwa meħtieġ li jiġi inkluż piż tal-ibbilanċjar fid-disinn, li għandu jitqiegħed jew ġewwa s-servo steering wheel 7 jew fuq l-estensjoni tal-virga 6 quddiem iċ-ċappetta 5. Il-lift 2 għandu tkun ibbilanċjata wkoll.
Peress li d-derivattiv fir-rigward tal-angolu tal-attakk tal-wiċċ li jġorr huwa bejn wieħed u ieħor id-doppju tad-derivattiv fir-rigward tal-angolu tad-deflessjoni tal-flap, allura meta l-angolu tad-deflessjoni tat-tmun 2 huwa darbtejn ogħla mill-angolu tad-deflessjoni tat-tmun servo 7, huwa possibbli li jinkiseb valur tad-derivattiv tad-destabilizzatur qrib iż-żero.
It-tmun tas-servo 7 huwa ugwali fl-erja għat-trimmer 13 tal-għoli tat-tmun 2. Jiġifieri, iż-żidiet għad-disinn tal-inġenju tal-ajru huma żgħar ħafna fid-daqs u jikkomplikawha b'mod negliġibbli.
Għalhekk, huwa pjuttost possibbli li jinkisbu l-istess riżultati bħall-"vane canard" billi tuża biss teknoloġiji tradizzjonali ta 'produzzjoni ta' inġenji tal-ajru. Għalhekk, inġenju tal-ajru b'tali destabilizzatur jista 'jissejjaħ "papra psewdo-vane." Waslet privattiva għal din l-invenzjoni bl-isem "Krasnov-plan" (8).
"Ajruplan li jinjora t-taqlib"
Huwa rakkomandabbli ħafna li tiddisinja inġenju tal-ajru li fih l-uċuħ tal-irfigħ ta 'quddiem u ta' wara jkollhom derivattiv totali ugwali għal żero.
Inġenju tal-ajru bħal dan se jinjora kważi kompletament il-flussi vertikali ta 'mases tal-arja, u l-passiġġieri tiegħu mhux se jħossu "chatter" anke b'taqlib intens fl-atmosfera. U, peress li l-flussi vertikali ta 'mases ta' l-arja ma jwasslux għal tagħbija żejda ta 'l-inġenju ta' l-ajru, jista 'jingħad li jkollu tagħbija żejda operazzjonali ferm aktar baxxa, li jkollha effett pożittiv fuq il-piż ta' l-istruttura tiegħu. Minħabba l-fatt li l-inġenju tal-ajru ma jesperjenzax tagħbija żejda waqt it-titjira, il-qafas tal-ajru tiegħu mhuwiex suġġett għal xedd tal-għeja.
It-tnaqqis tad-derivattiv tal-ġwienaħ ta 'inġenju tal-ajru bħal dan jinkiseb bl-istess mod bħal għad-destabilizzatur fi "psewdo-vane canard". Iżda s-servo ma jaġixxix fuq l-elevaturi, iżda fuq il-flaperons tal-ġwienaħ. Flaperon huwa parti mill-ġwienaħ li jiffunzjona bħal aileron u flap. F'dan il-każ, bħala riżultat ta 'bidla każwali fl-angolu tal-attakk tal-ġwienaħ, il-forza tal-lift tagħha tiżdied fil-fokus tul l-angolu tal-attakk. U inkrement negattiv fil-forza tal-lift tal-ġwienaħ bħala riżultat tad-deflessjoni tal-flaperon mit-tmun servo iseħħ fil-fokus tul l-angolu tad-deflessjoni tal-flaperon. U d-distanza bejn dawn il-fokus hija kważi ugwali għal kwart tal-korda aerodinamika medja tal-ġwienaħ. Bħala riżultat ta 'l-azzjoni ta' dan il-par ta 'forzi multidirezzjonali, jiġi ffurmat mument destabilizzanti, li għandu jiġi kkumpensat mill-mument tad-destabilizzatur. F'dan il-każ, id-destabilizzatur għandu jkollu derivattiv negattiv żgħir, u l-valur tad-derivattiv tal-ġwienaħ għandu jkun kemmxejn akbar minn żero. Il-privattiva RF Nru 2710955 waslet għal tali inġenju tal-ajru.
Is-sett ta 'invenzjonijiet ippreżentati jirrappreżenta, probabbilment, l-aħħar riżors aerodinamiku ta' informazzjoni mhux użata biex tiżdied l-effiċjenza ekonomika tal-avjazzjoni subsonika b'terz jew aktar.
Yuri Krasnov
LITERATURA
- D. Sobolev. Storja ċentinarja tal-“ġwienaħ li jtir”, Moska, Rusavia, 1988, p. 100.
- Yu Krasnov. Privattiva RF Nru 2000251.
- A. Yurkonenko. "papra" alternattiva. Teknoloġija - żgħażagħ 2009-08. Paġna 6-11
- V. Lapin. Meta se jtir it-templu? Avjazzjoni ġenerali. 2011. Nru 8. Paġna 38-41.
- Yu Krasnov. Privattiva RF Nru 2609644.
- Yu Krasnov. Privattiva RF Nru 2651959.
- Yu Krasnov. Privattiva RF Nru 2609620.
- Yu Krasnov. Privattiva RF Nru 2666094.
Sors: www.habr.com