Sa huling bahagi ng thirties ng huling siglo, ang imbentor ng slat, si Gustav Lachmann, ay iminungkahi na magbigay ng tailless na may libreng lumulutang na pakpak na inilagay sa harap ng pakpak. Ang pakpak na ito ay nilagyan ng isang servo-rudder, sa tulong kung saan ang puwersa ng pag-aangat nito ay kinokontrol. Ito ay nagsilbi upang mabayaran ang karagdagang wing diving moment na nangyayari kapag ang flap ay pinakawalan. Dahil si Lachmann ay isang empleyado ng kumpanya ng Handley-Page, ito ang may-ari ng patent para sa teknikal na solusyon na ito at sa ilalim ng tatak na ito ang ideya ay binanggit sa teknikal na panitikan. Ngunit wala pa ring praktikal na pagpapatupad ng ideyang ito! Ano ang dahilan?
Pagbalanse ng mga pagkalugi
Ang pakpak ng isang eroplano, na lumilikha ng pag-angat, ay may kasamang, maaaring sabihin, negatibong by-product sa anyo ng isang diving moment na may posibilidad na ilagay ang eroplano sa isang dive. Upang maiwasan ang pagsisid ng eroplano, mayroong isang maliit na pakpak sa buntot nito - isang stabilizer, na pumipigil sa pagsisid na ito, na lumilikha ng pababa, iyon ay, negatibo, nakakataas na puwersa. Ang aerodynamic na pagsasaayos ng sasakyang panghimpapawid ay tinatawag na "normal". Dahil ang pag-angat ng stabilizer ay negatibo, ito ay nagdaragdag sa gravity ng sasakyang panghimpapawid, at ang pakpak ay dapat na may elevator na mas malaki kaysa sa gravity.
Ang pagkakaiba sa pagitan ng mga puwersang ito ay tinatawag na pagbabalanse ng mga pagkalugi, na maaaring umabot ng hanggang 20%.
Ngunit ang unang lumilipad na eroplano ng Wright Brothers ay walang ganoong pagkalugi, dahil ang maliit na pakpak - isang destabilizer na pumipigil sa isang dive - ay inilagay hindi sa likod ng pakpak, ngunit sa harap nito. Ang aerodynamic na disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay tinatawag na "canard". At upang maiwasan ang pag-dive ng sasakyang panghimpapawid, ang destabilizer ay dapat lumikha ng pataas, iyon ay, positibo, nakakataas na puwersa. Ito ay idinagdag sa pag-angat ng pakpak, at ang kabuuan na ito ay katumbas ng gravity ng sasakyang panghimpapawid. Bilang resulta, ang pakpak ay dapat gumawa ng puwersa ng pag-angat na mas mababa kaysa sa puwersa ng grabidad. At walang pagkalugi para sa pagbabalanse!
Ang stabilizer at destabilizer ay pinagsama sa isang termino - pahalang na buntot o GO.
Gayunpaman, sa napakalaking pag-unlad ng takeoff at landing wing mekanisasyon noong unang bahagi ng thirties ng huling siglo, ang "pato" ay nawala ang kalamangan na ito. Ang pangunahing elemento ng mekanisasyon ay ang flap - ang likurang bahagi ng pakpak na pinalihis pababa. Ito ay humigit-kumulang na nagdodoble sa lakas ng pag-angat ng pakpak, dahil sa kung saan posible na bawasan ang bilis sa panahon ng landing at pag-alis, sa gayon ay nakakatipid sa bigat ng chassis. Ngunit ang by-product sa anyo ng dive moment kapag ang flap ay inilabas ay tumataas sa isang lawak na ang destabilizer ay hindi makayanan ito, ngunit ang stabilizer ay hindi makayanan. Ang pagsira ay hindi pagbuo, sa kasong ito ay isang positibong puwersa.
Upang ang pakpak ay makalikha ng pag-angat, dapat itong naka-orient sa isang anggulo sa direksyon ng paparating na daloy ng hangin. Ang anggulong ito ay tinatawag na anggulo ng pag-atake at habang tumataas ito, tumataas din ang puwersa ng pag-angat, ngunit hindi nang walang katapusan, ngunit hanggang sa isang kritikal na anggulo, na umaabot mula 15 hanggang 25 degrees. Samakatuwid, ang kabuuang puwersa ng aerodynamic ay hindi nakadirekta nang mahigpit pataas, ngunit nakakiling patungo sa buntot ng sasakyang panghimpapawid. At maaari itong mabulok sa isang bahagi na nakadirekta nang mahigpit pataas - ang puwersa ng pag-angat, at nakadirekta pabalik - ang puwersa ng pag-drag ng aerodynamic. Ang ratio ng lift sa drag force ay ginagamit upang hatulan ang aerodynamic na kalidad ng sasakyang panghimpapawid, na maaaring mula 7 hanggang 25.
Ang kababalaghan na gumagana sa pabor ng normal na pamamaraan ay ang bevel ng daloy ng hangin sa likod ng pakpak, na binubuo sa isang pababang pagpapalihis ng direksyon ng daloy, mas malaki ang mas malaki ang pag-angat ng pakpak. Samakatuwid, kapag ang flap ay pinalihis, dahil sa aerodynamics, ang aktwal na negatibong anggulo ng pag-atake ng stabilizer ay awtomatikong tumataas at, dahil dito, ang negatibong puwersa ng pag-angat nito.
Bilang karagdagan, ang gayong pangyayari tulad ng pagtiyak ng longitudinal na katatagan ng paglipad ng sasakyang panghimpapawid ay gumagana din sa pabor sa "normal" na pamamaraan kumpara sa "canard". Ang anggulo ng pag-atake ng isang sasakyang panghimpapawid ay maaaring sumailalim sa mga pagbabago bilang resulta ng mga patayong paggalaw ng mga masa ng hangin. Ang mga sasakyang panghimpapawid ay idinisenyo nang may ganitong kababalaghan sa isip at nagsusumikap na makatiis sa mga kaguluhan. Ang bawat ibabaw ng sasakyang panghimpapawid ay may aerodynamic na pokus - ang punto ng paglalapat ng pagtaas sa pag-angat kapag nagbabago ang anggulo ng pag-atake. Kung isasaalang-alang natin ang resulta ng wing at GO increments, kung gayon ang sasakyang panghimpapawid ay mayroon ding pokus. Kung ang pokus ng sasakyang panghimpapawid ay nasa likod ng sentro ng masa, pagkatapos ay sa isang random na pagtaas sa anggulo ng pag-atake, ang pagtaas sa pag-angat ay may posibilidad na ikiling ang sasakyang panghimpapawid upang bumaba ang anggulo ng pag-atake. At bumalik ang eroplano sa dati nitong flight mode. Sa kasong ito, sa "normal" na pagsasaayos, ang pakpak ay lumilikha ng isang destabilizing moment (upang taasan ang anggulo ng pag-atake), at ang stabilizer ay lumilikha ng isang stabilizing moment (upang bawasan ang anggulo ng pag-atake), at ang huli ay nananaig ng halos 10% . Sa isang canard, ang destabilizing moment ay nilikha ng destabilizer, at ang stabilizing moment, na halos 10% na mas malaki, ay nilikha ng pakpak. Samakatuwid, ang pagtaas sa lugar at balikat ng pahalang na buntot ay humahantong sa pagtaas ng katatagan sa normal na disenyo at sa pagbaba nito sa "canard". Ang lahat ng mga sandali ay kumikilos at kinakalkula na may kaugnayan sa sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid (tingnan ang Fig. 1).
)
Kung ang pokus ng eroplano ay nasa unahan ng sentro ng masa, pagkatapos ay sa isang random na maliit na pagtaas sa anggulo ng pag-atake ito ay tataas pa at ang eroplano ay magiging statically hindi matatag. Ang kamag-anak na posisyon na ito ng pokus at sentro ng masa ay ginagamit sa mga modernong mandirigma upang i-load ang stabilizer at hindi makatanggap ng negatibo, ngunit positibong pag-angat dito. At ang paglipad ng sasakyang panghimpapawid ay hindi sinisiguro ng aerodynamics, ngunit sa pamamagitan ng isang apat na beses na dobleng awtomatikong artipisyal na sistema ng katatagan, na "nag-iingat" kapag ang sasakyang panghimpapawid ay lumayo mula sa kinakailangang anggulo ng pag-atake. Kapag ang pag-automate ay naka-off, ang sasakyang panghimpapawid ay nagsisimulang iikot muna ang buntot, ito ang batayan ng figure na "Pugachev's Cobra", kung saan sadyang pinapatay ng piloto ang automation at, kapag naabot ang kinakailangang anggulo ng pag-ikot ng buntot, nagpaputok ng isang rocket papunta sa rear hemisphere, at pagkatapos ay i-on muli ang automation.
Sa mga sumusunod, isinasaalang-alang lamang namin ang statically stable na sasakyang panghimpapawid, dahil ang gayong sasakyang panghimpapawid lamang ang maaaring gamitin sa civil aviation.
Ang relatibong posisyon ng pokus ng sasakyang panghimpapawid at ang sentro ng masa ay nagpapakilala sa konsepto ng "pagsentro."
Dahil ang focus ay nasa likod ng sentro ng masa, anuman ang pattern, ang distansya sa pagitan nila, na tinatawag na stability margin, ay nagpapataas ng GO arm sa normal na pattern at binabawasan ito sa "canard".
Ang ratio ng mga wing arm sa canard ay ang lakas ng pag-angat ng destabilizer sa pinakamataas na pagpapalihis ng mga elevator ay ganap na ginagamit kapag ang sasakyang panghimpapawid ay dinadala sa mataas na anggulo ng pag-atake. At ito ay mapapalampas kapag ang mga flaps ay inilabas. Samakatuwid, ang lahat ng "duck" ng sikat na Amerikanong taga-disenyo na si Rutan ay walang anumang mekanisasyon. Ang kanyang sasakyang panghimpapawid na Voyager ay ang unang lumipad sa mundo sa buong mundo nang hindi lumalapag at nagpapagasolina noong 1986.
Ang isang pagbubukod ay ang Beechcraft Starship, ngunit doon, para sa layunin ng paggamit ng mga flaps, isang napaka-komplikadong disenyo na may variable na destabilizer geometry ang ginamit, na hindi maaaring dalhin sa isang serially reproducible state, kaya naman isinara ang proyekto.
Ang wing arm ay higit na nakasalalay sa kung gaano tumataas ang puwersa ng pag-angat ng destabilizer kapag ang anggulo ng pag-atake nito ay tumaas ng isang degree; ang parameter na ito ay tinatawag na derivative na may kinalaman sa anggulo ng pag-atake ng lift coefficient o simpleng derivative ng destabilizer. At, mas maliit ang derivative na ito, mas malapit sa pakpak ang sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid ay maaaring mailagay, samakatuwid, mas maliit ang braso ng pakpak. Upang bawasan ang derivative na ito, iminungkahi ng may-akda noong 1992 na ipatupad ang destabilizer ayon sa isang biplane scheme (2). Ginagawa nitong posible na bawasan ang balikat ng pakpak upang maalis nito ang balakid sa paggamit ng flap dito. Gayunpaman, ang isang side effect ay nangyayari sa anyo ng pagtaas ng resistensya ng GO dahil sa biplane. Bilang karagdagan, mayroong isang komplikasyon sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid, dahil kinakailangan na aktwal na gumawa ng dalawang GO, at hindi isa.
Itinuro ng mga kasamahan na ang tampok na "biplane destabilizer" ay naroroon sa eroplano ng Wright Brothers, ngunit sa mga imbensyon hindi lamang isang bagong tampok ang na-patent, kundi pati na rin ang isang bagong hanay ng mga tampok. Ang mga Wright ay walang tampok na "flap". Bilang karagdagan, kung ang hanay ng mga tampok ng isang bagong imbensyon ay kilala, kung gayon para makilala ang imbensyon na ito, hindi bababa sa isang tampok ang dapat gamitin para sa mga bagong layunin. Gumamit ang Wrights ng biplane upang bawasan ang bigat ng istraktura, at sa inilarawan na imbensyon - upang bawasan ang derivative.
"Weathervane Duck"
Halos dalawang dekada na ang nakalilipas, naalala namin ang ideya ng isang "vane duck" na binanggit sa simula ng artikulo.
Gumagamit ito ng weather vane horizontal tail (FGO) bilang isang destabilizer, na binubuo ng mismong destabilizer, na nakabitin sa isang axis na patayo sa fuselage, at nakakonekta sa destabilizer ng servo rudder. Isang uri ng eroplano na may normal na disenyo, kung saan ang pakpak ng eroplano ay ang FGO destabilizer, at ang stabilizer ng eroplano ay ang FGO servo. At ang eroplanong ito ay hindi lumilipad, ngunit inilalagay sa isang axis, at ito mismo ay nakatuon na may kaugnayan sa paparating na daloy. Sa pamamagitan ng pagpapalit ng negatibong anggulo ng pag-atake ng servo steering, binabago namin ang anggulo ng pag-atake ng destabilizer na may kaugnayan sa daloy at, dahil dito, ang lifting force ng FGO sa panahon ng pitch control.
Kapag ang posisyon ng servo steering wheel ay nananatiling hindi nagbabago na may kaugnayan sa destabilizer, ang FGO ay hindi tumutugon sa gusts ng vertical wind, i.e. sa mga pagbabago sa anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid. Samakatuwid ang derivative nito ay zero. Batay sa aming mga nakaraang talakayan, ito ay isang perpektong opsyon.
Kapag sinubukan ang unang sasakyang panghimpapawid ng disenyo ng "vane canard" na idinisenyo ni A. Yurkonenko (3) na may isang epektibong na-load na FGO, higit sa dalawang dosenang matagumpay na diskarte ang isinagawa. Kasabay nito, natuklasan ang malinaw na mga palatandaan ng kawalang-tatag ng sasakyang panghimpapawid (4).
"Super Resilience"
Kabalintunaan man ito, ang kawalang-tatag ng "vane duck" ay bunga ng "sobrang katatagan" nito. Ang stabilizing moment ng classic canard na may fixed GO ay nabuo mula sa stabilizing moment ng wing at ang destabilizing moment ng GO na kinokontra ito. Sa weathervaned duck, ang FGO ay hindi nakikilahok sa pagbuo ng stabilizing moment, at ito ay nabuo lamang mula sa stabilizing moment ng wing. Kaya, ang stabilizing moment ng "vane duck" ay humigit-kumulang sampung beses na mas malaki kaysa sa classic. Kung ang anggulo ng pag-atake ay hindi sinasadyang tumaas, ang sasakyang panghimpapawid, sa ilalim ng impluwensya ng isang labis na pag-stabilize ng sandali ng pakpak, ay hindi babalik sa dati nitong mode, ngunit "na-overshoot" ito. Matapos ang "overshoot," ang sasakyang panghimpapawid ay nakakakuha ng isang pinababang anggulo ng pag-atake kumpara sa nakaraang mode, kaya ang isang nagpapatatag na sandali ng ibang palatandaan ay lumitaw, labis din, at sa gayon ay lumitaw ang mga self-oscillations, na hindi kayang patayin ng piloto.
Ang isa sa mga kondisyon para sa katatagan ay ang kakayahan ng sasakyang panghimpapawid na neutralisahin ang mga kahihinatnan ng mga kaguluhan sa atmospera. Samakatuwid, sa kawalan ng mga kaguluhan, posible ang kasiya-siyang paglipad ng isang hindi matatag na sasakyang panghimpapawid. Ipinapaliwanag nito ang mga matagumpay na diskarte ng YuAN-1 aircraft. Sa aking malayong kabataan, ang may-akda ay nagkaroon ng isang kaso kapag ang isang bagong modelo ng glider ay lumipad sa gabi sa mga kalmadong kondisyon para sa kabuuang hindi bababa sa 45 minuto, na nagpapakita ng medyo kasiya-siyang mga flight at nagpakita ng makabuluhang kawalang-tatag - pitching na kahalili ng diving sa unang paglipad sa mahangin. panahon. Hangga't ang panahon ay kalmado at walang mga abala, ang glider ay nagpakita ng kasiya-siyang paglipad, ngunit ang pagsasaayos nito ay hindi matatag. Walang dahilan para ipakita ang kawalang-tatag na ito.
Ang inilarawan na CSF, sa prinsipyo, ay maaaring gamitin sa isang "pseudo-duck". Ang nasabing sasakyang panghimpapawid ay mahalagang isang "walang buntot" na disenyo at may naaangkop na pagkakahanay. At ang kanyang FGO ay ginagamit lamang upang mabayaran ang karagdagang diving moment ng pakpak na nangyayari kapag inilabas ang mekanisasyon. Sa configuration ng cruising walang load sa FGO. Kaya, ang FGO ay talagang hindi gumagana sa pangunahing mode ng pagpapatakbo ng paglipad, at samakatuwid ang paggamit nito sa sagisag na ito ay hindi produktibo.
"KRASNOV-DUCK"
Maaaring alisin ang "sobrang katatagan" sa pamamagitan ng pagtaas ng derivative ng CSF mula sa zero hanggang sa isang katanggap-tanggap na antas. Ang layuning ito ay nakamit dahil sa ang katunayan na ang anggulo ng pag-ikot ng FGO ay makabuluhang mas mababa kaysa sa anggulo ng pag-ikot ng servo rudder na sanhi ng pagbabago sa anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid (5). Para sa layuning ito, ginagamit ang isang napaka-simpleng mekanismo, na ipinapakita sa Fig. 2. Ang FGO 1 at servo steering wheel 3 ay nakabitin sa axis OO1. Ang mga rod 4 at 6, sa pamamagitan ng mga bisagra 5,7, 9,10, ikonekta ang FGO 1 at servo steering wheel 3 sa rocker 8. Ang clutch 12 ay nagsisilbing baguhin ang haba ng rod 6 ng piloto para sa layunin ng pitch control. Ang pag-ikot ng FGO 1 ay isinasagawa hindi sa buong anggulo ng pagpapalihis ng servo steering wheel 3 na may kaugnayan sa sasakyang panghimpapawid kapag ang direksyon ng paparating na daloy ay nagbabago, ngunit sa pamamagitan lamang ng proporsyonal na bahagi nito. Kung ang proporsyon ay katumbas ng kalahati, pagkatapos ay sa ilalim ng pagkilos ng isang pataas na daloy, na humahantong sa isang pagtaas sa anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid ng 2 degrees, ang aktwal na anggulo ng pag-atake ng FGO ay tataas lamang ng 1 degree. Alinsunod dito, ang derivative ng FGO ay magiging dalawang beses na mas maliit kumpara sa nakapirming GO. Ang mga putol-putol na linya ay nagpapahiwatig ng posisyon ng FGO 1 at servo rudder 3 pagkatapos baguhin ang anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid. Ang pagpapalit ng proporsyon at, sa gayon, ang pagtukoy sa halaga ng derivative ay madaling magawa sa pamamagitan ng pagpili ng naaangkop na mga distansya ng mga bisagra 5 at 7 sa axis OO1.
![larawan]()
Ang pagbabawas ng derivative ng GO dahil sa feathering ay nagbibigay-daan sa iyong ilagay ang focus sa loob ng anumang limitasyon, at sa likod nito ang sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid. Ito ang konsepto ng aerodynamic misalignment. Kaya, ang lahat ng mga paghihigpit sa paggamit ng modernong wing mekanisasyon sa canard configuration ay inalis habang pinapanatili ang static na katatagan.
"KRASNOV-FLUGER"
Maayos ang lahat! Ngunit mayroong isang sagabal. Upang magkaroon ng positibong puwersa ng pag-angat sa FGO 1, dapat kumilos ang isang negatibong puwersa ng pag-angat sa servo steering wheel 3. Ang pagkakatulad ay ang normal na layout ng isang eroplano. Iyon ay, may mga pagkalugi para sa pagbabalanse, sa kasong ito pagbabalanse ng CSF. Samakatuwid ang paraan upang maalis ang disbentaha na ito ay ang "pato" na pamamaraan. Inilalagay namin ang servo steering wheel sa harap ng FGO, tulad ng ipinapakita sa Fig. 3.
Ang FGO ay gumagana tulad ng sumusunod (6). Bilang resulta ng pagkilos ng aerodynamic forces sa FGO 1 at servo steering wheel 4, ang FGO 1 ay kusang na-install sa isang tiyak na anggulo ng pag-atake sa direksyon ng paparating na daloy. Ang mga anggulo ng pag-atake ng FGO 1 at servo rudder 4 ay may parehong tanda, samakatuwid, ang mga puwersa ng pag-aangat ng mga ibabaw na ito ay magkakaroon ng parehong direksyon. Iyon ay, ang aerodynamic na puwersa ng servo rudder 4 ay hindi bumababa, ngunit pinapataas ang lifting force ng FGO 1. Upang mapataas ang anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid, inililipat ng piloto ang thrust 6 pasulong, bilang isang resulta kung saan ang servo ang timon 4 sa bisagra 5 ay umiikot nang pakanan at ang anggulo ng pag-atake ng servo rudder 4 ay tumataas. Ito ay humahantong sa isang pagtaas sa anggulo ng pag-atake ng FGO 1, i.e. sa isang pagtaas sa puwersa ng pag-aangat nito.
Bilang karagdagan sa kontrol ng pitch, ang koneksyon na isinagawa ng thrust 7 ay nagsisiguro ng pagtaas mula sa zero hanggang sa kinakailangang halaga ng derivative ng FGO.
Ipagpalagay natin na ang eroplano ay pumasok sa isang updraft at tumaas ang anggulo ng pag-atake nito. Sa kasong ito, ang beam 2 ay umiikot nang pakaliwa at ang mga bisagra 9 at 8, sa kawalan ng traksyon 7, ay kailangang magkalapit. Pinipigilan ng Rod 7 ang paglapit at pagpihit ng servo steering wheel 4 pakanan at sa gayon ay pinapataas ang anggulo ng pag-atake nito.
Kaya, kapag ang direksyon ng paparating na daloy ay nagbabago, ang anggulo ng pag-atake ng servo steering wheel 4 ay nagbabago, at ang FGO 1 ay kusang nagtatakda sa ibang anggulo na nauugnay sa daloy at lumilikha ng ibang puwersa ng pag-aangat. Sa kasong ito, ang halaga ng derivative na ito ay nakasalalay sa distansya sa pagitan ng mga bisagra 8 at 3, pati na rin sa distansya sa pagitan ng mga bisagra 9 at 5.
Ang iminungkahing FGO ay sinubukan sa isang modelo ng electric cord ng "duck" circuit, habang ang derivative nito kumpara sa isang nakapirming GO ay nabawasan ng kalahati. Ang pagkarga sa FGO ay 68% ng iyon para sa pakpak. Ang layunin ng pagsubok ay hindi upang makakuha ng pantay na load, ngunit upang makakuha ng tiyak na mas mababang load ng FGO kumpara sa pakpak, dahil kung makuha mo ito, hindi ito magiging mahirap na makakuha ng mga katumbas. Sa "duck" na may nakapirming GO, ang pag-load ng empennage ay karaniwang 20 - 30% na mas mataas kaysa sa pag-load ng pakpak.
"Ang Ideal na Eroplano"
Kung ang kabuuan ng dalawang numero ay pare-pareho ang halaga, kung gayon ang kabuuan ng kanilang mga parisukat ang magiging pinakamaliit kung ang mga numerong ito ay pantay. Dahil ang inductive drag ng isang lifting surface ay proporsyonal sa parisukat ng lift coefficient nito, ang pinakamababang limitasyon ng aircraft drag ay magiging sa kaso kapag ang mga coefficient na ito ng parehong lifting surface ay pantay sa isa't isa habang cruising flight. Ang nasabing sasakyang panghimpapawid ay dapat ituring na "ideal". Ang mga imbensyon na "Krasnov-duck" at "Krasnov-weather vane" ay ginagawang posible na mapagtanto sa katotohanan ang konsepto ng "perpektong sasakyang panghimpapawid" nang hindi gumagamit ng artipisyal na pagpapanatili ng katatagan ng mga awtomatikong sistema.
Ang paghahambing ng "ideal na sasakyang panghimpapawid" sa isang modernong sasakyang panghimpapawid ng isang normal na disenyo ay nagpapakita na posible na makakuha ng 33% na dagdag sa komersyal na pagkarga habang sabay na nagtitipid ng 23% sa gasolina.
Ang FGO ay lumilikha ng maximum na pagtaas sa mga anggulo ng pag-atake na malapit sa kritikal, at ang mode na ito ay tipikal para sa landing phase ng flight. Sa kasong ito, ang daloy ng mga particle ng hangin sa paligid ng ibabaw na nagdadala ng pagkarga ay malapit sa hangganan sa pagitan ng normal at stall. Ang pagkagambala ng daloy mula sa ibabaw ng GO ay sinamahan ng isang matalim na pagkawala ng pag-angat dito at, bilang resulta, isang matinding pagbaba ng ilong ng sasakyang panghimpapawid, ang tinatawag na "pitch." Ang isang indicative na kaso ng "peck" ay ang Tu-144 na sakuna sa Le Bourget, nang bumagsak ito sa paglabas ng dive pagkatapos ng dive. Ginagawang posible ng paggamit ng iminungkahing CSF na madaling malutas ang problemang ito. Upang gawin ito, kinakailangan lamang na limitahan ang anggulo ng pag-ikot ng servo steering na may kaugnayan sa FGO. Sa kasong ito, ang aktwal na anggulo ng pag-atake ng FGO ay magiging limitado at hindi kailanman magiging katumbas ng kritikal.
"Weathervane stabilizer"
![larawan]()
Ang tanong ng paggamit ng FGO sa isang normal na pamamaraan ay interesado. Kung hindi mo bawasan, ngunit sa kabaligtaran, dagdagan ang anggulo ng pag-ikot ng FGO kumpara sa servo steering wheel, tulad ng ipinapakita sa Fig. 4, kung gayon ang derivative ng FGO ay magiging mas mataas kumpara sa fixed stabilizer (7).
Nagbibigay-daan ito sa pokus at sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid na lumipat nang malaki sa likuran. Bilang resulta, ang cruising load ng FGO stabilizer ay nagiging hindi negatibo, ngunit positibo. Bilang karagdagan, kung ang sentro ng masa ng sasakyang panghimpapawid ay inilipat nang lampas sa pokus sa kahabaan ng anggulo ng pagpapalihis ng flap (ang punto ng paglalapat ng pagtaas sa pag-angat dahil sa pagpapalihis ng flap), kung gayon ang pampatatag ng balahibo ay lumilikha ng isang positibong puwersa ng pag-angat sa pagsasaayos ng landing. .
Ngunit ang lahat ng ito ay maaaring totoo hangga't hindi natin isinasaalang-alang ang epekto ng pagpepreno at daloy ng bevel mula sa front bearing surface hanggang sa likuran. Malinaw na sa kaso ng isang "pato" ang papel ng impluwensyang ito ay mas mababa. Sa kabilang banda, kung ang stabilizer ay "nagdadala" sa mga mandirigma ng militar, kung gayon bakit ito titigil sa "pagdadala" sa mga sasakyang panghimpapawid ng sibilyan?
"Krasnov-plan" o "pseudo-vane duck"
Ang hinged mounting ng destabilizer, bagaman hindi radikal, ay nagpapalubha pa rin sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid. Lumalabas na ang pagbabawas ng destabilizer derivative ay maaaring makamit sa pamamagitan ng mas murang paraan.
![larawan]()
Sa Fig. Ipinapakita ng Figure 4 ang destabilizer 1 ng iminungkahing sasakyang panghimpapawid na mahigpit na konektado sa fuselage (hindi ipinapakita sa drawing). Nilagyan ito ng isang paraan ng pagbabago ng puwersa ng pag-aangat nito sa anyo ng isang manibela 2, na, gamit ang isang bisagra 3, ay naka-mount sa isang bracket 4, mahigpit na konektado sa destabilizer 1. Sa parehong bracket 4, gamit ang isang bisagra 5, mayroong isang baras 6, sa likurang dulo kung saan ang isang servo steering wheel 7 ay mahigpit na nakakabit Sa harap na dulo ng baras 6, sa tabi ng bisagra 5, isang pingga 8 ay mahigpit na naayos, ang itaas na dulo nito ay konektado sa baras 9 sa pamamagitan ng isang bisagra 10. Sa hulihan na dulo ng baras 10 ay mayroong bisagra 11 na kumukonekta dito sa pingga 12 ng trimmer 13 ng elevator 2. Sa kasong ito, ang trimmer 13 ay naka-mount sa likurang bahagi ng manibela 14 gamit ang isang bisagra 2. Ang clutch 15 ay nagbabago sa haba ng thrust 10 sa ilalim ng kontrol ng piloto para sa pitch control.
Ang ipinakita na destabilizer ay gumagana tulad ng sumusunod. Kung ang anggulo ng pag-atake ng sasakyang panghimpapawid ay hindi sinasadyang tumaas, halimbawa, kapag ito ay pumasok sa isang updraft, ang servo steering wheel 7 ay pinalihis paitaas, na nangangailangan ng paglipat ng thrust 10 sa kaliwa, i.e. pasulong at humahantong sa pagpapalihis ng trimmer 13 pababa, bilang isang resulta kung saan ang elevator 2 ay pinalihis paitaas. Ang posisyon ng manibela 2, ang servo steering wheel 7 at ang trimmer 13 sa inilarawang sitwasyon ay kinakatawan sa pagguhit ng mga putol-putol na linya.
Bilang resulta, ang pagtaas sa puwersa ng pag-aangat ng destabilizer 1 dahil sa pagtaas ng anggulo ng pag-atake ay sa ilang lawak ay mababawasan ng pataas na pagpapalihis ng elevator 2. Ang antas ng leveling na ito ay nakasalalay sa ratio ng mga anggulo ng pagpapalihis ng servo steering wheel 7 at ang manibela 2. At ang ratio na ito ay itinakda ng haba ng mga lever 8 at 12. Kapag bumababa ang anggulo ng pag-atake, ang elevator 2 ay pinalihis pababa, at ang lakas ng pag-angat ng destabilizer 1 ay tumataas, na pinapataas ang pagbaba sa anggulo ng pag-atake.
Sa ganitong paraan, nakakamit ang pagbaba sa derivative ng destabilizer kumpara sa klasikal na "duck".
Dahil sa ang katunayan na ang servo steering wheel 7 at ang trimmer 13 ay kinematically konektado sa isa't isa, binabalanse nila ang bawat isa. Kung ang pagbabalanse na ito ay hindi sapat, kinakailangan na isama ang isang pagbabalanse na timbang sa disenyo, na dapat ilagay alinman sa loob ng servo steering wheel 7 o sa extension ng baras 6 sa harap ng bisagra 5. Ang elevator 2 ay dapat maging balanse din.
Dahil ang derivative na may paggalang sa anggulo ng pag-atake ng ibabaw ng tindig ay humigit-kumulang dalawang beses na mas malaki kaysa sa hinalaw na may paggalang sa anggulo ng pagpapalihis ng flap, kung gayon kapag ang anggulo ng pagpapalihis ng timon 2 ay dalawang beses na mas mataas kaysa sa anggulo. ng pagpapalihis ng servo rudder 7, posible na makamit ang isang halaga ng derivative ng destabilizer malapit sa zero.
Ang servo rudder 7 ay pantay sa lugar sa trimmer 13 ng rudder 2 na taas. Iyon ay, ang mga karagdagan sa disenyo ng sasakyang panghimpapawid ay napakaliit sa laki at nagpapalubha nito nang bale-wala.
Kaya, posible na makakuha ng parehong mga resulta tulad ng "vane canard" gamit lamang ang mga tradisyonal na teknolohiya sa produksyon ng sasakyang panghimpapawid. Samakatuwid, ang isang sasakyang panghimpapawid na may tulad na destabilizer ay maaaring tawaging "pseudo-vane duck." Ang isang patent ay natanggap para sa imbensyon na ito na may pangalang "Krasnov-plan" (8).
"Isang eroplanong hindi pinapansin ang kaguluhan"
Ito ay lubos na ipinapayong magdisenyo ng isang sasakyang panghimpapawid kung saan ang harap at likurang mga ibabaw na nakakataas ay may kabuuang derivative na katumbas ng zero.
Ang nasabing sasakyang panghimpapawid ay halos ganap na hindi papansinin ang mga patayong daloy ng mga masa ng hangin, at ang mga pasahero nito ay hindi makakaramdam ng "daldalan" kahit na may matinding kaguluhan sa kapaligiran. At, dahil ang mga patayong daloy ng mga masa ng hangin ay hindi humahantong sa labis na karga ng sasakyang panghimpapawid, maaari itong mabibilang na magkaroon ng isang makabuluhang mas mababang overload sa pagpapatakbo, na magkakaroon ng positibong epekto sa bigat ng istraktura nito. Dahil sa katotohanan na ang sasakyang panghimpapawid ay hindi nakakaranas ng labis na karga sa panahon ng paglipad, ang airframe nito ay hindi napapailalim sa pagkapagod.
Ang pagbabawas ng derivative ng pakpak ng naturang sasakyang panghimpapawid ay nakamit sa parehong paraan tulad ng para sa destabilizer sa isang "pseudo-vane canard". Ngunit ang servo ay hindi kumikilos sa mga elevator, ngunit sa mga flaperon ng pakpak. Ang flaperon ay isang bahagi ng pakpak na gumagana tulad ng isang aileron at flap. Sa kasong ito, bilang isang resulta ng isang random na pagbabago sa anggulo ng pag-atake ng pakpak, ang lakas ng pag-angat nito ay tumataas sa pokus sa kahabaan ng anggulo ng pag-atake. At ang isang negatibong pagtaas sa puwersa ng pag-angat ng pakpak bilang resulta ng pagpapalihis ng flaperon ng servo rudder ay nangyayari sa pokus kasama ang anggulo ng pagpapalihis ng flaperon. At ang distansya sa pagitan ng mga foci na ito ay halos katumbas ng isang-kapat ng average na aerodynamic chord ng pakpak. Bilang resulta ng pagkilos ng pares na ito ng multidirectional forces, nabuo ang isang destabilizing moment, na dapat mabayaran ng sandali ng destabilizer. Sa kasong ito, ang destabilizer ay dapat magkaroon ng isang maliit na negatibong derivative, at ang halaga ng wing derivative ay dapat na bahagyang mas malaki kaysa sa zero. Ang RF patent No. 2710955 ay natanggap para sa naturang sasakyang panghimpapawid.
Ang set ng mga imbensyon na ipinakita ay kumakatawan, marahil, ang huling hindi nagamit na impormasyong aerodynamic na mapagkukunan para sa pagtaas ng pang-ekonomiyang kahusayan ng subsonic aviation ng isang ikatlo o higit pa.
Yuri Krasnov
LITERATURA
- D. Sobolev. Sentenaryong kasaysayan ng "flying wing", Moscow, Rusavia, 1988, p. 100.
- Yu. Krasnov. RF patent No. 2000251.
- A. Yurkonenko. Alternatibong "pato". Teknolohiya - kabataan 2009-08. Pahina 6-11
- V. Lapin. Kailan lilipad ang weathervane? Pangkalahatang paglipad. 2011. Bilang 8. Pahina 38-41.
- Yu. Krasnov. RF patent No. 2609644.
- Yu. Krasnov. RF patent No. 2651959.
- Yu. Krasnov. RF patent No. 2609620.
- Yu. Krasnov. RF patent No. 2666094.
Pinagmulan: www.habr.com