Элерон что это такое: это рули крена. Управление самолетом

это рули крена. Управление самолетом

Что такое элерон? Это аэродинамическое средство управления (рули крена), которым оснащаются обычные самолёты и созданные по схеме «утка». Элероны размещаются на задней кромке консолей крыла. Они предназначены для управления углом наклона «железных птиц»: в момент применения рули крена отклоняются в противоположные стороны, дифференциально. Для того чтобы самолёт склонился вправо, левый элерон направляется вниз, а правый – вверх, и наоборот.

В чём состоит принцип действия рулей крена? Подъёмная сила снижается у той части крыла, которая размещена перед элероном, поднятым вверх. У части крыла, которая размещена перед опущенным элероном, подъёмная сила возрастает. Таким образом формируется силовой момент, который модифицирует скорость вращения самолёта вокруг оси, идентичной продольной оси машины.

История

Где впервые появился элерон? Это удивительное приспособление было установлено на моноплане, созданном в 1902 году новатором Ричардом Перси из Новой Зеландии. К сожалению, его машина совершала лишь весьма неустойчивые и короткие полёты. Первым самолётом, совершившим абсолютно координируемый полёт с применением рулей крена, оказалась машина 14 Bis, изготовленная Альберто Сантос-Дюмоном. Прежде аэродинамическое средство управления заменяло искажение крыла, исполненное братьями Райт.

Итак, изучаем далее элерон. Это приспособление имеет множество достоинств. Регулирующую поверхность, которая совмещает закрылки и рули крена, именуют флаперон (flaperon). Чтобы элероны имитировали функцию выпущенных закрылков, их одновременно опускают вниз. Для длительного управления креном к этому отклонению добавляется простой дифференциальный поворот.

Для регулировки наклона у лайнеров с вышеуказанной компоновкой могут также применяться модифицирующийся вектор тяги моторов, газовые рули, спойлеры, руль направления, трансформация центра масс самолёта, дифференциальное смещение высотных рулей и прочие уловки.

Побочные явления

Как действует элерон? Это капризный механизм, который имеет некоторые недостатки. Одним из побочных эффектов его действия является незначительное рысканье в противоположную сторону. Иными словами, при использовании элеронов для поворота вправо самолёт в момент увеличения крена может немного переместиться влево. Данный эффект появляется из-за разницы в лобовом сопротивлении между левой и правой консолью крыла, вызванной переменой подъёмной силы при колебании элеронов.

Большим коэффициентом лобового сопротивления владеет та консоль крыла, у которой элерон отклонён вниз. В нынешних системах управления «железными птицами» данное побочное явление уменьшают разными приёмами. Например, для того чтобы создать крен, элероны смещают также в противоположную сторону, но на неравные углы.

Эффект реверса

Согласитесь, управление самолётом требует сноровки. Так, на скоростных машинах со значительно удлинённым крылом может замечаться эффект реверса рулей крена. Как он выглядит?

Если при отклонении элерона, размещённого близко к законцовке крыла, появилась маневренная нагрузка, крыло самолёта выворачивается, и угол атаки на нём отклоняется. Такие события могут сглаживать эффект, полученный от смещения элерона, а могут привести к противоположному результату.

Например, если необходимо увеличить подъёмную силу полукрыла, элерон отклоняется вниз. Далее на заднюю кромку крыла начинает действовать сила, устремлённая вверх, крыло выворачивается вперёд, и угол атаки на нём снижается, что сокращает подъёмную силу. Фактически, действие рулей крена на крыле при реверсе аналогично влиянию на них триммера.

Так или иначе реверс рулей крена обнаруживался на многих реактивных самолётах (особенно на Ту-134). Кстати, на Ту-22 из-за такого эффекта предельное число Маха было снижено до 1,4. Вообще, управление элеронами пилоты изучают продолжительное время. Самыми распространёнными методами предотвращения реверса рулей крена являются применение элеронов-интерцепторов (интерцепторы находятся возле центра хорды крыла и при выпуске практически не вызывают его закручивания) либо установка добавочных элеронов около центроплана. Если присутствует второй вариант, внешние (размещённые около законцовок) рули крена, нужные для продуктивного управления на низких скоростях, выключаются при высоких, и поперечное управление осуществляется за счёт внутренних элеронов, которые не дают реверса благодаря внушительной жёсткости крыла, присутствующей в области центроплана.

Системы управления

А сейчас рассмотрим управление самолётом. Группу бортовых аппаратов, гарантирующих регулировку перемещения «стальных птиц», именуют системой управления. Так как пилот размещён в кабине, а рули и элероны расположены на крыльях и хвосте самолёта, между ними установлена конструктивная связь. В её обязанности входит обеспечение надёжности, лёгкости и эффективности управления положением машины.

Разумеется, при смещении координирующих поверхностей, влияющее на них усилие увеличивается. Однако это не должно приводить к недопустимому возрастанию напряжения на рычагах регулировки.

Режим управления самолётом может быть автоматическим, полуавтоматическим и ручным. Если человек с помощью мускульной силы заставляет работать инструменты пилотирования, то такая система управления называется ручной (прямое регулирование лайнера).

Системы с ручным администрированием могут быть гидромеханическими и механическими. Фактически, мы выяснили, что крыло самолёта играет важную роль в управлении. На машинах гражданской авиации базовую регулировку осуществляют два пилота с помощью кинематических устройств, регулирующих усилия и перемещения, командных двойных рычагов, механической проводки и поверхностей управления.

Если пилот управляет машиной с помощью механизмов и устройств, обеспечивающих и повышающих качество процесса пилотирования, то система управления именуется полуавтоматической. Благодаря автоматической системе пилот лишь контролирует группу самодействующих деталей, которая создаёт и изменяет координирующие силы и факторы.

Комплекс

Средством базового управления лайнером называют комплекс бортовых устройств и конструкций, с помощью которых лётчик приводит в действие средства регулировки, изменяющие режим полёта или балансирующие машину в заданном режиме. Сюда входят рули, элероны, переставной стабилизатор. Элементы, гарантирующие регулировку добавочных деталей контроля (закрылки, спойлеры, предкрылки), именуют механизацией крыла либо вспомогательным управлением.

В систему базового координирования лайнера входят:

командные рычаги, на которые пилот воздействует, перемещая их и прикладывая к ним усилия;
специальные механизмы, исполнительные и автоматические устройства;
проводка пилотирования, соединяющая системы базового контроля с командными рычагами.

Осуществление управления

Пилот выполняет продольное управление, то есть изменяет угол тангажа, отклоняя штурвальную колонку от себя или на себя. Поворачивая штурвал влево или вправо и отклоняя элероны, лётчик реализует поперечное управление, накреняя машину в нужную сторону. Для смещения руля направления пилот нажимает на педали, которые применяются также для контроля передней опоры шасси во время движения лайнера по земле.

Вообще, пилот является главным звеном в ручной и полуавтоматической системах управления, а закрылки, элероны и прочие детали самолёта – это всего лишь способ передвижения. Лётчик воспринимает и перерабатывает сведения о положении машины и рулей, действующих перегрузках, вырабатывает решение и воздействует на командные рычаги.

Требования

Базовое управление самолётом должно отвечать следующим требованиям:

При управлении машиной движения ног и рук пилота, необходимые для смещения командных рычагов, должны совпадать с природными рефлексами человека, которые появляются при удержании равновесия. Перемещение командной рукояти в нужную сторону должно вызывать движение «стальной птицы» в том же направлении.
Реакция лайнера на смещение командных рычагов должна иметь незначительную задержку.
В момент отклонения инструментов контроля (рулей, элеронов и так далее) усилия, прикладываемые к командным рукояткам, должны увеличиваться плавно: их нужно направлять в сторону, обратную перемещению рукояток, а величину труда необходимо согласовывать с режимом полёта машины. Последнее помогает пилоту получить «чувство управления» самолётом.
Рули должны действовать независимо друг от друга: отклонение, к примеру, руля высоты не может вызывать отклонение элеронов, и наоборот.
Углы смещения рулевых поверхностей обязаны обеспечить вероятность полёта машины на всех требуемых взлётных и посадочных режимах.

Надеемся, данная статья помогла вам понять предназначение элеронов и разобраться в базовом управлении «стальных птиц».

это одна из значимых деталей крыла самолета :: SYL.ru

Полеты долгое время оставались чем-то недостижимым для людей. Но с развитием науки все стало возможно. В настоящее время летают тысячи самолетов по всему миру. Практически каждый человек хотя бы один раз в своей жизни летал на самолете. Кстати, несмотря на трагические случаи падения этих железных птиц, они считаются самым надежным видом транспорта.

Если вам приходилось сидеть на местах в районе крыла, то вы имели возможность видеть, как работают его механизмы. В самолете множество деталей, и выполняют они различные функции. Одни помогают взлетать, набрать высоту, другие — находиться в полете, перевозить людей и различные грузы, останавливать самолет. Одними из самых важных деталей являются элероны.

Из чего состоит крыло самолета

Крылья выполняют самую важную работу: без них самолет был бы бесполезен. Наблюдая за птицами, можно заметить, что основную часть своей жизни они проводят в полете. Помогают им в этом крылья. Конечно, крылья самолета и птиц не только выглядят по-разному, но и работают неодинаково. Крыло самолета составляют следующие детали:

закрылки;
выдвижные предкрылки;
предкрылки крюгера;
элерон.

Это детали, которые позволяют управлять полетом и держать самолет в воздухе. Предкрылки находятся в передней части крыла, предназначены они для обтекания крыла на углах. Закрылки находятся на задней части крыла в его начале, сконструированы для взлета и набора высоты или посадки. Во время полета они являются продолжением крыла.

Назначение элеронов самолета

Элерон — это одна из подвижных частей крыла. Назначение элеронов самолета — обеспечение аэродинамики всего летательного аппарата. Эти детали симметрично расположены на задней кромке консолей крыла и направлены в сторону хвоста. Нужны они для того, чтобы держать самолет ровно, а при необходимости повернуть для изменения траектории полета. Еще одна их функция — управление креном самолета. Иными словами, элерон — это деталь, без которой самолет не сможет лететь, поворачивать, взлетать и садиться.

Как работают элероны?

С целью смены траектории полета или поворота самолет наклоняют. Для этого нужны элероны: чтобы наклонить самолет, на одном крыле элерон направляют вверх, а на другом — вниз. Также они увеличивают подъемную силу крыла на малой высоте.

Особый элерон – это флаперон — он помогает работе закрылок, и может наклоняться в одну сторону. Применяют эти детали на легких самолетах. Если же элероны держать отклоненными в крайнем положении, то любой маневренный самолет будет вращаться вокруг своей оси.

Элерон — Большая советская энциклопедия

Элеро́н

(франц. aileron, от aile — крыло)

рулевая поверхность, представляющая собой некоторую долю хвостовой (или концевой) части крыла самолёта (планёра), отклоняемую вверх и вниз и предназначенную для управления самолётом относительно его продольной оси. Э. при отклонении создаёт разность подъёмных сил правой и левой половины крыла. Э. обычно делаются дифференцированными, т. е. отклоняемыми вверх на больший угол, чем вниз, с целью уменьшения моментов рысканья при крене и увеличения эффективности около критических углов атаки. Работа Э. обеспечивает поперечную устойчивость и позволяет совершать полёты по кривым (например, виражи) без скольжения. Э. делают двух- и трёх-щелевым, дополняют его интерцептором, триммером, или триммер-флеттнером (см. Механизация крыла). По конструкции Э. сходен с крылом.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

Элерон — Небольшой люнет (1), заглубленный в ров. (Термины российского архитектурного наследия. Плужников В.И., 1995) Архитектурный словарь
элерон — ЭЛЕР’ОН, элерона, ·муж. (·франц. aileron — крылышко) (авиац.). Подвижная поверхность, прикрепленная на шарнирах к задней части крыльев самолета и служащая для поворотов. Толковый словарь Ушакова
элерон — элерон м. см. элероны Толковый словарь Ефремовой

ЭЛЕРОН — ЭЛЕРОН, рулевая поверхность, прикрепленная на петлях к крыльям САМОЛЕТА. При помощи рычага управления пилот отклоняет элероны вверх или вниз в противоположных направлениях для увеличения или уменьшения подъемной силы, что позвол

Элерон — Aileron — qaz. wiki

Поверхность управления самолетом, используемая для крена

Самолет «кренится» или «кренится» со своими элеронами

Элерона (французский язык для «маленького крыла» или «ребра») представляет собой откидную управления полетом поверхности , как правило , образует часть задней кромки каждого крыла в виде самолетов . Элероны используются парами для управления самолетом в крене (или движении вокруг продольной оси самолета ), что обычно приводит к изменению траектории полета из-за наклона вектора подъемной силы . Движение вокруг этой оси называется «креном» или «креном».

Существуют значительные разногласия по поводу признания изобретения элерона. Братья Райт и Гленн Кертисс в течение многих лет вели судебную тяжбу за патент Райта 1906 года, в котором описывался метод деформации крыла для достижения бокового контроля. Братья победили в нескольких судебных решениях, в которых было установлено, что использование элеронов Кертиссом нарушает патент Райта. В конце концов, Первая мировая война вынудила правительство США принять юридическое решение. Намного более ранняя концепция элеронов была запатентована в 1868 году британским ученым Мэтью Пирсом Уоттом Бултоном на основе его статьи 1864 года « О воздушном движении» .

История

В статье Бултона 1864 года «О воздушном движении» описывается несколько конструкций, включая элероны.

Название «элерон» от французского, означающее «маленькое крылышко», также относится к конечностям птичьих крыльев, которые используются для управления их полетом. Впервые оно появилось в печати в 7-м издании франко-английского словаря Касселя за 1877 г., где в главном значении было «маленькое крыло». В контексте самолетов с двигателями он появился в печати примерно в 1908 году. До этого элероны часто назывались рулями направления , их старыми техническими родственниками, без каких-либо различий между их ориентацией и функциями, или, более описательно, как горизонтальные рули направления (по-французски, gouvernails горизонтально ).

Одним из первых печатных авиационных вариантов использования «элеронов» было упоминание во французском авиационном журнале L’Aérophile за 1908 год.

Элероны более или менее полностью вытеснили другие формы бокового управления, такие как деформация крыла , примерно к 1915 году, намного позже того, как функции руля направления и управления полетом руля высоты были в значительной степени стандартизированы. Хотя ранее существовало много противоречивых заявлений о том, кто первым изобрел элерон и его функцию, то есть управление по горизонтали или крену, устройство управления полетом было изобретено и описано британским ученым и метафизиком Мэтью Пирсом Уоттом Бултоном в его статье 1864 года о воздушном движении . Он был первым, кто запатентовал систему управления элеронами в 1868 году.

Описание Боултоном его системы управления боковым полетом было «первым из имеющихся у нас свидетельств признания необходимости активного бокового управления в отличие от [пассивной боковой устойчивости] .

..» С этим изобретением Боултона мы имеем дело с рождением сегодняшнего дня. трехконтактный метод управления с воздуха », как похвалил Чарльз Мэнли . Это также было одобрено CH Gibbs-Smith. Британский патент Бултона № 392 от 1868 года, выданный примерно за 35 лет до того, как элероны были «изобретены заново» во Франции, был забыт и утерян из виду до тех пор, пока устройство управления полетом не стало широко использоваться. Гиббс-Смит несколько раз заявлял, что если бы патент Бултона был раскрыт во время подачи документов братьями Райт , они, возможно, не смогли бы претендовать на приоритет изобретения для бокового управления летательными аппаратами. Тот факт, что братья Райт смогли получить патент в 1906 году, не отменяет потерянное и забытое изобретение Бултона.

Элероны не использовались на пилотируемых самолетах до тех пор, пока они не были применены на планере Роберта Эсно-Пелтери в 1904 году, хотя в 1871 году французский военный инженер Шарль Ренар построил и пилотировал беспилотный планер с элеронами на каждой стороне (которые он назвал крылышками).

‘), активируемый одноосным автопилотом, управляемым маятником в стиле Бултона.

Пионерами США авиаинженером Шанют опубликованы описания и рисунки братьев Райт » 1902 года планера в ведущем авиационном журнале дня, L’Aérophile , в 1903. Это побудило Эсно-Пельтри, французский военный инженер, строить Wright- планер 1904 года, в котором вместо деформации крыла использовались элероны . Французский журнал L’Aérophile опубликовал фотографии элеронов планера Эно-Пельтери, которые были включены в его статью в июне 1905 года, а его элероны впоследствии были широко скопированы.

Братья Райт использовали деформацию крыла вместо элеронов для управления креном своего планера в 1902 году, а примерно в 1904 году их Flyer II был единственным самолетом своего времени, способным выполнять скоординированный поворот по крену. В первые годы полетов с двигателями у Райтов был лучший контроль крена в своих конструкциях, чем у самолетов с подвижными поверхностями. С 1908 года, когда конструкция элеронов была усовершенствована, стало ясно, что элероны были намного более эффективными и практичными, чем деформация крыла. Преимущество элеронов также в том, что они не ослабляли конструкцию крыла самолета, как и техника деформации крыла, что было одной из причин решения Эно-Пелтери перейти на элероны.

К 1911 году на большинстве бипланов использовались элероны, а не деформация крыла — к 1915 году элероны стали почти универсальными и на монопланах. Правительство США, разочарованное отсутствием достижений своей страны в области авиации в годы, предшествовавшие Первой мировой войне , ввело в действие патентный пул, фактически положив конец патентной войне братьев Райт . Компания Wright в то же время незаметно изменила управление полетом самолета с деформации крыла на использование элеронов.

Другие конструкторы ранних элеронов

Другие, которые ранее считались первыми, кто представил элероны, включали:

Американец Джон Дж. Монтгомери включил подпружиненные закрылки задней кромки на своем втором планере (1885 г.): они использовались пилотом как элероны. В 1886 году его третий планер использовал вращение всего крыла, а не только задней кромки для управления креном. По его собственным словам, все эти изменения в дополнение к использованию им руля высоты для регулирования тангажа обеспечили «полный контроль над машиной на ветру, предотвращая ее сбой».

По общему мнению, новозеландец Ричард Пирс совершил полет на моноплане с небольшими элеронами еще в 1902 году, но его утверждения спорны — а иногда и непоследовательны — и даже по его собственным отчетам его самолет плохо контролировался.

Биплан Farman HF.20 1912 года выпуска с элеронами одностороннего действия, навешиваемый на задний лонжерон. В состоянии покоя элероны свешиваются вниз, а во время полета под действием силы воздуха подталкиваются вверх и тянутся вниз по тросу для обеспечения управления.

В 1906 году Альберто Сантос-Дюмон «с 14-бис было один из самых ранних самолетов элеронов оборудованных летать, как он был модифицирован для добавления восьмиугольной формы в плане межплоскостных элеронов в своих крайних отсеках крыла в ноябре того же год на его завершающий летных сессии на территории Chateau de Bagatelle ; но эти поверхности управления креном не были настоящими элеронами «задней кромки», шарнирно прикрепленными непосредственно к каркасу панелей крыла — для 14-бис они вместо этого поворачивались вокруг горизонтальной оси с центром на передних внешних межплоскостных стойках и выступали вперед за пределы передние кромки крыльев.
18 мая 1908 года инженер и авиаконструктор Фредерик Болдуин , член Ассоциации авиационных экспериментов во главе с Александром Грэмом Беллом , управлял своим первым самолетом с элеронным управлением, AEA White Wing , который позже был скопирован пионером авиации США Гленном Кертиссом. в том же году с AEA June Bug .
Элероны Генри Фармана на его Farman III 1909 года были первыми, кто напомнил элероны на современных самолетах, поскольку они были шарнирно прикреплены непосредственно к конструкции крыла в плане, и, таким образом, рассматривались как имеющие обоснованные претензии в качестве предка современных элеронов.
Элероны Wingtip также использовались на современном Bleriot VIII — первом известном летном самолете, который использовал джойстик и руль направления — новаторскую форму современных средств управления полетом в одном планере, а толкающий биплан Curtiss Model D образца 1911 года имел прямоугольные межплоскостные элероны по размаху. аналогична той, что была на окончательной форме Santos-Dumont 14-bis , но вместо этого смонтирована на внешних задних межплоскостных стойках и поворачивается на них .
Еще одним очень поздним участником конкурса был американец Уильям Уитни Кристмас , который утверждал, что изобрел элероны в патенте 1914 года на то, что впоследствии стало Рождественской пулей, которая была построена в 1918 году. Оба прототипа «Пули» разбились во время своих первых «полетов», когда их крылья отломались в полете из-за трепетания в результате преднамеренного раскрепощения.

Патенты и судебные иски

Патентный поверенный штата Огайо Генри Тулмин подал обширную заявку на патент, и 22 мая 1906 года братьям был предоставлен патент США 821393. Важность патента заключалась в заявлении о новом и полезном методе управления самолетом. Заявка на патент включала в себя требование о боковом управлении полетом самолета, которое не ограничивалось деформацией крыла, а посредством любых манипуляций с «… угловыми соотношениями боковых краев самолетов [крыльев] . … противоположные направления ». Таким образом, в патенте прямо указано, что другие методы, помимо деформации крыла, могут использоваться для регулировки внешних частей крыльев самолета под разными углами с правой и левой сторон для достижения контроля поперечного крена. Почти одновременно Джон Дж. Монтгомери получил патент США 831173 на свои методы деформации крыла. И патент братьев Райт, и патент Монтгомери были рассмотрены и утверждены одним и тем же патентным экспертом Патентного ведомства США Уильямом Таунсендом. В то время Таунсенд указал, что оба метода искривления крыла были изобретены независимо и достаточно различны, чтобы каждый оправдал получение собственного патента.

Многочисленные судебные решения США были в пользу обширного патента Райта, который братья Райт стремились реализовать с помощью лицензионных сборов, начиная с 1000 долларов за самолет и, по словам, до 1000 долларов в день. По словам Луи С. Кейси, бывшего куратора Смитсоновского музея авиации и космонавтики в Вашингтоне, округ Колумбия, и других исследователей, благодаря полученному ими патенту Райты твердо стояли на позиции, что все летающие с использованием контроля бокового крена в любой точке мир, будет проводиться только по их лицензии.

Впоследствии Райт были втянуты в многочисленные судебные иски против авиастроителей, которые использовали боковые органы управления полетом, и, следовательно, братьев обвинили в том, что они сыграли «… важную роль в отсутствии роста и конкуренции в авиационной отрасли в Соединенных Штатах по сравнению с другими странами. такие страны, как Германия, до и во время Первой мировой войны «. Годы затяжного правового конфликта последовали со многими другими авиастроителями, пока США не вступили в Первую мировую войну, когда правительство заключило законодательно закрепленное соглашение между сторонами, которое привело к выплате роялти в размере 1% Райтам.

Продолжающиеся споры

Сегодня все еще существуют противоречивые утверждения о том, кто первым изобрел элероны. Другие инженеры и ученые XIX века, включая Шарля Ренара , Альфонса Пено и Луи Муайяра , описали аналогичные поверхности управления полетом. Другой метод бокового управления полетом, деформация крыла , также описывали или экспериментировали с несколькими людьми, включая Жан-Мари Ле Бриса , Джона Монтгомери , Клемента Адера , Эдсона Галлоде , Д. Д. Уэллса и Хьюго Маттуллата. Историк авиации Ч. К. Гиббс-Смит писал, что элероны были «… одним из самых замечательных изобретений… в истории авиации , которое было немедленно потеряно из виду».

В 1906 году братья Райт получили патент не на изобретение самолета (который существовал в течение нескольких десятилетий в виде планеров), а на изобретение системы аэродинамического управления, которая управляла поверхностями летательного аппарата, включая боковой полет. управление, хотя раньше были изобретены рули , рули высоты и элероны.

Динамика полета

Як-52 с помощью элеронов катиться против часовой стрелки во время пилотажного маневра

Пары элеронов обычно связаны между собой так, что, когда один перемещается вниз, другой перемещается вверх: идущий вниз элерон увеличивает подъемную силу на своем крыле, в то время как восходящий элерон уменьшает подъемную силу на своем крыле, создавая крен (также называемый «крен») момент относительно продольной оси самолета (которая простирается от носа до хвоста самолета). Элероны обычно располагаются около кончика крыла , но иногда могут располагаться и ближе к основанию крыла . Современные авиалайнеры также могут иметь вторую пару элеронов на крыльях, и термины «внешний элерон» и «внутренний элерон» используются для описания этих положений соответственно.

Нежелательным побочным эффектом работы элеронов является неблагоприятный рыскание — момент рыскания в направлении, противоположном крену. Использование элеронов для поворота самолета вправо вызывает рыскание влево. Когда самолет катится, неблагоприятный рыскание частично вызывается изменением сопротивления между левым и правым крылом. Поднимающееся крыло создает повышенную подъемную силу, что приводит к увеличению индуцированного сопротивления . Опускающееся крыло создает пониженную подъемную силу, что приводит к уменьшению индуцированного сопротивления. Сопротивление профиля, вызванное отклоненными элеронами, может еще больше усилить разницу, наряду с изменениями векторов подъемной силы, когда один вращается назад, а другой вращается вперед.

Биплан кабины Waco VKS-7 1937 года выпуска с парами четырехместных элеронов, соединенных внешним вертикальным соединителем для упрощения системы управления элеронами. Таким образом, элероны с каждой стороны движутся вместе вверх или вниз.

В скоординированном повороте неблагоприятный рысканье эффективно компенсируется использованием руля направления , что приводит к появлению боковой силы на вертикальном оперении, которая противодействует неблагоприятному рысканию, создавая благоприятный момент рыскания. Другой метод компенсации — это « дифференциальные элероны », которые настроены таким образом, что нисходящий элерон отклоняется меньше, чем восходящий. В этом случае противоположный момент рыскания создается разницей в сопротивлении профиля между левым и правым законцовками крыла. Элероны Frize усиливают этот дисбаланс лобового сопротивления, выступая под крыло отклоненного вверх элерона, чаще всего из-за того, что они немного поворачиваются за передней кромкой и около нижней части поверхности, при этом нижняя часть передней кромки поверхности элерона выступает немного ниже. нижняя поверхность крыла, когда элерон отклоняется вверх, существенно увеличивая лобовое сопротивление с этой стороны. Элероны также могут быть спроектированы для использования комбинации этих методов.

Когда элероны находятся в нейтральном положении, крыло с внешней стороны разворота развивает большую подъемную силу, чем противоположное крыло, из-за изменения воздушной скорости по размаху крыла, что приводит к продолжению крена самолета. Как только желаемый угол крена (градус поворота вокруг продольной оси) получен, пилот использует противоположный элерон, чтобы предотвратить увеличение угла крена из-за этого изменения подъемной силы по размаху крыла. Это незначительное противоположное использование контроля должно сохраняться на протяжении всего хода. Пилот также использует небольшое количество руля направления в том же направлении, что и поворот, чтобы противодействовать неблагоприятному рысканью и производить «скоординированный» разворот, при котором фюзеляж параллелен траектории полета. Простой индикатор на приборной панели, называемый индикатором пробуксовки , также известный как «мяч», показывает, когда эта координация достигается.

Компоненты элеронов

Рупоры и аэродинамические противовесы

Виден рог элеронов, выходящий из крыла на верхнем крыле Fokker Dr.I.

В частности, на больших или более быстрых самолетах управляющие силы могут быть чрезвычайно большими. Заимствованное у лодок открытие, которое расширяет площадь поверхности управления перед шарниром, облегчает необходимое усилие, впервые появившееся на элеронах во время Первой мировой войны, когда элероны были выдвинуты за законцовку крыла и снабжены звуковым сигналом перед шарниром. Известные как консольные элероны, возможно, самыми известными примерами являются Fokker Dr.I и Fokker D.VII . Более поздние образцы привели противовес в соответствие с крылом для улучшения управляемости и уменьшения сопротивления. Сейчас это наблюдается реже из-за элеронов типа Frize, которые дают те же преимущества.

Обрезка вкладок

Триммеры представляют собой небольшие подвижные секции, напоминающие уменьшенные в масштабе элероны, расположенные на задней кромке элерона или рядом с ней. На большинстве самолетов с воздушным винтом вращение пропеллера (ов) вызывает противодействующее движение крена из-за третьего закона движения Ньютона , в котором каждое действие имеет равную и противоположную реакцию. Чтобы избавить пилота от необходимости оказывать постоянное давление на ручку в одном направлении (что вызывает усталость), предусмотрены триммеры для регулировки или уменьшения давления, необходимого для предотвращения любого нежелательного движения. Сам выступ отклоняется по отношению к элерону, заставляя элерон двигаться в противоположном направлении. Триммеры бывают двух видов: регулируемые и фиксированные. Фиксированный триммер вручную изгибается до требуемой степени отклонения, а регулируемым триммером можно управлять из кабины, что позволяет компенсировать различные настройки мощности или положения в полете. Некоторые большие самолеты 1950-х годов (включая Canadair Argus ) использовали свободно плавающие управляющие поверхности, которыми пилот управлял только через отклонение триммера, и в этом случае были также предусмотрены дополнительные вкладки для точной настройки управления для обеспечения прямого и ровного полета.

Лопаты

Дополнительный самолет объемом 300 л, снизу, видны четырехугольные лопатки светлого цвета примерно в середине крыла.

Лопаты представляют собой плоские металлические пластины, обычно прикрепленные к нижней поверхности элеронов перед шарниром элеронов с помощью рычага. Они уменьшают силу, необходимую пилоту для отклонения элеронов, и их часто можно увидеть на пилотажных самолетах. Когда элерон отклоняется вверх, лопата создает направленную вниз аэродинамическую силу, которая имеет тенденцию вращать весь узел так, чтобы дополнительно отклонить элерон вверх. Размер лопаты (и ее плеча рычага) определяет, сколько силы нужно приложить пилоту, чтобы отклонить элерон. Лопата работает так же, как рог, но более эффективна из-за более длинного плеча .

Весовые балансиры

Массовая балансировка шарнирных элеронов Фризе на Messerschmitt Bf 110 «zerstörer»

Чтобы увеличить скорость, при которой флаттер поверхности управления ( аэроупругий флаттер ) может стать риском, центр тяжести поверхности управления перемещается в сторону шарнирной линии этой поверхности. Для этого к передней части элерона могут быть добавлены свинцовые грузы. В некоторых самолетах конструкция элеронов может быть слишком тяжелой, чтобы позволить этой системе работать без чрезмерного увеличения веса элерона. В этом случае вес может быть добавлен к плечу рычага, чтобы переместить вес далеко вперед к корпусу элерона. Эти балансировочные грузы имеют форму капли (для уменьшения сопротивления), благодаря чему они выглядят совершенно иначе, чем лопаты, хотя оба выступают вперед и ниже элеронов. Помимо снижения риска флаттера, балансировка масс также снижает усилия на рукоятке, необходимые для перемещения руля при маневрах.

Заборы элеронов

Некоторые конструкции элеронов, особенно когда они установлены на стреловидном крыле , включают ограждения, такие как ограждения крыльев, заподлицо с их внутренней плоскостью, чтобы подавить часть размахом воздушного потока, проходящего через верхнюю часть крыла, который имеет тенденцию нарушать ламинарный поток над крылом. элерон при отклонении вниз.

Типы элеронов

Элероны одностороннего действия

Эти элероны использовались в довоенную «эру пионеров» авиации и в первые годы Первой мировой войны. Каждый из этих элеронов управлялся одним тросом, который тянул элероны вверх. Когда самолет находился в покое, элероны висели вертикально вниз. Этот тип элеронов использовался на бипланах Farman III 1909 и Short 166 . «Обратная» версия этого, использующая деформацию крыла, существовала на более поздней версии Santos-Dumont Demoiselle , которая деформировала только кончики крыльев «вниз». Одним из недостатков этой установки была большая тенденция к рысканию, чем даже с базовыми взаимосвязанными элеронами. В течение 1930-х годов на некоторых легких самолетах использовались органы управления одностороннего действия, но использовались пружины для возврата элеронов в их нейтральное положение при отпускании ручки управления.

Элероны крыла

Blériot VIII с элеронами законцовок крыла в 1908 году отклонился на небольшой правый берег.

Используемый на первом в мире планере с комбинацией элементов управления «джойстик / руль направления», которая напрямую привела к современной системе управления полетом , Blériot VIII в 1908 году, некоторые конструкции ранних самолетов использовали элероны «законцовки крыла», где все Законцовка крыла была повернута, чтобы обеспечить контроль крена как отдельную поворотную поверхность контроля крена — в AEA June Bug использовалась такая форма, как с экспериментальным немецким Fokker V.1 1916 года, так и с более ранними версиями полностью дюралевого Junkers J 7. моноплан-демонстратор из металла, использующий их — J 7 привел непосредственно к цельнодуралевому металлическому немецкому истребителю Junkers DI образца 1918 года, который имел традиционные шарнирные элероны. Основная проблема с этим типом элеронов — это опасная тенденция к сваливанию при агрессивном использовании, особенно если самолет уже находится в опасности сваливания, поэтому они используются в основном на прототипах и их замене на серийных самолетах с более обычными элеронами.

Элероны Frize

Инженер Лесли Джордж Фриз (1897–1979) из компании Bristol Airplane Company разработал форму элерона, который поворачивается примерно на 25-30% линии хорды и около его нижней поверхности [1] , чтобы уменьшить силу рукояти, когда самолет стал быстрее во время полета. 1930-е гг. Когда элерон отклоняется вверх (чтобы его крыло опускалось), передняя кромка элерона начинает выступать под нижней стороной крыла в воздушный поток под крылом. Момент передней кромки в воздушном потоке помогает продвинуть заднюю кромку вверх, что снижает усилие ручки. Движущийся вниз элерон также добавляет энергии пограничному слою. Край элерона направляет воздушный поток от нижней стороны крыла к верхней поверхности элерона, создавая таким образом подъемную силу, добавленную к подъемной силе крыла. Это уменьшает необходимое отклонение элерона. И биплан Canadian Fleet Model 2 1930 года, и популярный в США моноплан Piper J-3 Cub 1938 года обладали элеронами Frize в том виде, в каком они были спроектированы, и помогли представить их широкой аудитории.

Заявленное преимущество элеронов Frize — это способность противодействовать неблагоприятному рысканию. Для этого передняя кромка элерона должна быть острой или закругленной, что увеличивает сопротивление перевернутого элерона и помогает уравновесить силу рыскания, создаваемую другим элероном, повернутым вниз. Это может добавить неприятный, нелинейный эффект и / или потенциально опасную аэродинамическую вибрацию (флаттер). Неблагоприятному моменту рыскания в основном противодействуют устойчивость самолета по рысканию, а также использование дифференциального движения элеронов.

Дифференциальные элероны

За счет тщательного проектирования механических рычагов можно сделать так, чтобы верхний элерон отклонялся больше, чем нижний элерон (например, патент США 1,565,097). Это помогает снизить вероятность срыва законцовки крыла при отклонении элеронов под большими углами атаки. Кроме того, соответствующий дифференциал лобового сопротивления снижает неблагоприятный рыскание (что также обсуждалось выше ). Идея состоит в том, что потеря подъемной силы, связанная с верхним элероном, не несет никаких потерь, в то время как увеличение подъемной силы, связанное с нижним элероном, минимизировано. Пара качения на самолете — это всегда разница подъемной силы между двумя крыльями. Конструктор из компании de Havilland изобрел простую и практичную сцепку, и их классический британский биплан de Havilland Tiger Moth стал одним из самых известных самолетов и одним из первых, в которых использовались дифференциальные элероны.

Управление по крену без элеронов

Искривление крыльев

На самых ранних самолетах Pioneer Era , таких как Wright Flyer и более поздних, созданных в 1909 году Blériot XI и Etrich Taube , поперечное управление осуществлялось путем поворота внешней части крыла с целью увеличения или уменьшения подъемной силы путем изменения угла атаки. . Это имело недостатки, связанные с нагрузкой на конструкцию, тяжелыми рычагами управления и риском сваливания борта из-за увеличенного угла атаки во время маневра. К 1916 году большинство конструкторов отказались от деформации крыла в пользу элеронов. Исследователи из НАСА и других организаций снова взглянули на деформацию крыльев, хотя и под новыми именами. Версия НАСА — X-53 Active Aeroelastic Wing, в то время как ВВС США тестировали Adaptive Compliant Wing .

Дифференциальные спойлеры

Спойлеры — это устройства, которые при попадании в воздушный поток над крылом нарушают воздушный поток и уменьшают создаваемую подъемную силу. Многие современные конструкции самолетов, особенно реактивные , используют интерцепторы вместо или в дополнение к элеронам, например, F4 Phantom II и Northrop P-61 Black Widow , которые имели закрылки почти во всю ширину (обычные элероны на законцовках крыльев были очень маленькими. также).

Крен, вызванный рулем направления

Все самолеты с двугранной головкой имеют ту или иную форму соединения рыскания-крена для обеспечения устойчивости. Обычные тренажеры, такие как серии Cessna 152/172, могут управляться по крену только с помощью руля направления. Руль направления Boeing 737 имеет больший контроль над самолетом, чем элероны на больших углах атаки. Это привело к двум заметным авариям, когда руль направления заклинило в полностью отклоненном положении, что привело к опрокидыванию (см. Проблемы с рулем направления Boeing 737 ).

Некоторые самолеты, такие как Fokker Spin и модели планеров, лишены какого-либо бокового управления. Эти самолеты используют большее количество двугранного угла, чем обычные самолеты. Отклонение руля направления дает рыскание и большую дифференциальную подъемную силу крыла, создавая момент крена, вызванный рысканием. Этот тип системы управления чаще всего встречается в семействе малых самолетов Flying Flea и на более простых 2-функциональных (управление по тангажу и рысканию) моделях планеров или 3-функциональных (управление по тангажу, рысканью и дроссельной заслонке) моделям самолетов с приводом от двигателя, таких как радио -управляемые версии авиамоделей свободного полета «Old Timer» .

Другие методы

Управление смещением веса широко используется в дельтапланах, дельтапланах с приводом от двигателя и сверхлегких самолетах.
Полеты с отключенными органами управления были успешными в небольшом количестве авиационных происшествий.
Клапаны управления реакцией, используемые в семействе реактивных реактивных самолетов военного назначения Harrier .
Верхний руль направления: это устройство было установлено на самолете № 1 британской армии . Он состоял из летающего киля, установленного над верхним крылом и поворачивающегося вокруг вертикальной оси. Во время работы он прикладывал боковую силу примерно выше центра давления, заставляя аппарат катиться. В конструкции также были цельнопрочные элероны между плоскостями крыла, но они были удалены во время первого официального полета британского самолета, а контроль крена во время полета был достигнут исключительно за счет использования верхнего руля направления.

Комбинации с другими управляющими поверхностями

F-16 ВВС США с задними задними колесами, которые движутся независимо друг от друга, обеспечивая контроль как по тангажу, так и по крену. Обратите внимание на различные видимые углы атаки.

Поверхность управления, которая объединяет элероны и закрылки , называется флапероном . Одна поверхность на каждом крыле служит обеим целям: используется как элерон, левый и правый флапероны приводятся в действие по-разному; при использовании в качестве закрылка оба флаперона приводятся в действие вниз. Когда флаперон приводится в движение вниз (то есть используется как закрылок), остается достаточно свободы движения, чтобы можно было использовать функцию элерона.
Некоторые самолеты использовали интерцепторы с дифференцированным управлением или интерцепторы для обеспечения крена вместо обычных элеронов. Преимущество состоит в том, что вся задняя кромка крыла может быть отведена под закрылки, что обеспечивает лучшее управление на низкой скорости. В Northrop P-61 Black Widow спойлеры использовались таким образом в сочетании с закрылками полного размаха, а некоторые современные авиалайнеры используют спойлеры для поддержки элеронов.
На самолетах с треугольным крылом элероны объединены с лифтами, образуя элевон .
Некоторые современные истребители могут не иметь элеронов на крыльях, но обеспечивать управление по крену с полностью движущимся горизонтальным оперением. Когда стабилизаторы горизонтального оперения могут перемещаться по-разному для выполнения функции управления элеронами по крену , как это происходит на некоторых современных истребителях , их называют «тейлеронами» или «качающимися хвостами». Тайлероны дополнительно допускают более широкие закрылки на крыльях самолета.
Стойки элеронов совмещали подвижные поверхности со стойкой крыла аэродинамической формы. Воздействие в воздушном потоке воздушного винта увеличивало их эффективность, хотя их механическое преимущество снижалось из-за внутреннего расположения.

Смотрите также

внешние ссылки

Викискладе есть медиафайлы по теме элеронов .

Найдите элероны в Викисловаре, бесплатном словаре.

Элерон — это… Что такое элерон?

Схема рулевого управления самолета ЯК-18: 1 — ручка рулевого управления, 2 — педали, 3 — кронштейн ручки рулевого управления, 4 — продольная труба (вал), на которой укреплена ручка рулевого управления, 5 — тяга к рулю высоты, 6 — качалка, 7 —проволочные тяги к рулю направления, 5 — рычаг на руле высоты, 9—рычаг для передачи движений ручки элеронам, 10—жесткая тяга к элеронам, 11 — качалки, 12 — элерон (левый), 13 — рычаг на руле направления.

И как раз вовремя: первый птеранодон был уже так близко, что его правый элерон царапнул по гофрированному головному гребню Сэма, а второй своим фюзеляжем задел спину ящерохода.

По крайней мере, я решил, что это элерон – длинный, ровный почти длине всего корпуса, и, как часть хвостового оперения, рули высоты непривычной конструкции.

Один снаряд насквозь пробил левый элерон, что и послужило причиной поведения ручки управления, когда ее бросило вперед влево; вышел из строя индикатор воздушной скорости; упало давление в пневмо- и гидросистеме.

Всю заднюю кромку крыла занимала посадочная механизация – внутренняя панель представляла собой щелевой закрылок, а внешняя – статически сбалансированный щелевой элерон.

А мой второй летчик сиденье назад откатил, ноги поджал, руками голову закрыл, так и сидел… Прилетели – правый элерон выбит, весь самолет в дырках.

Схематическое изображение самолета ЯК-18 в полуразобранном виде: 1 — двигатель, 2 — винт, 3 — центральная часть крыла, 4 — левая консоль, 5 — элерон (левый), 6 — фюзеляж, 7 — нога шасси, 8 — стабилизатор, 9— руль высоты, 10 — киль, 11 — руль направления.

Элероны — это… Что такое элероны?

На дозвуковых скоростях в качестве элементов управления по крену использовались обычные внешние элероны, при переходе на сверхзвук в качестве органов управления использовались внешние секции закрылков (элерон-закрылки), при этом элероны блокировались в нейтральном положении.

… жесткость крыла на корневом участке; элероны сместить к мотогондолам, и таким образом устранить … реверс элеронов или хотя бы отодвинуть его …

Во избежание реверса элеронов, с которым столкнулись на сверхзвуковых самолетах, особенно при малой жесткости легкой конструкции крыла ракеты, элероны разместили ближе к корню крыла

Другой особенностью самолета было крыло с высокой стреловидностью передней кромки крыла (около 12 градусов), оснащенное предкрылками Хендли-пейджа, закрылками и элеронами Фаулера, причем элероны также могли играть роль закрылков.

Стрелка спидометра зашлась до конца, крылья с визжащими моторами отламываются от фюзеляжа — элероны до отказа вверх — и вибрирующий остов плавно, как в жидкий гелий, входит в алую кровь, в податливый дерн, асфальт, крыши, чтобы воздух сомкнулся над головой, чтобы на самое дно, туда, где лопаются мыльные пузыри, тротилл жизни, термоядерное Сотворение…»

Осваивая самолеты, постигали новую для нас терминологию: элероны, лонжероны, капоты, нервюры, стрингеры и прочие премудрости, с рвением изучали слесарное и столярное дело.

Я с удовольствием вытачивал разные детали – нервюры и элероны из бальсы – самого легкого дерева в мире, невесомого, как пух, и в то же время прочного.

Я все знаю, могу написать все уравнения, вычертить параллелограммы сил – аэродинамика, элероны, закрылки, неисчислимые табуны лошадей, бьющихся в теснинах турбин… но все равно, хоть убейте, не понимаю, как могут летать эти чудовищные стальные глыбы.

По середине корпуса аппарат имел несущие плоскости, длинные продольные элероны, или то что на них было похоже, проходили по вдоль всего фюзеляжа корабля, а хвостовое оперение состояло из причудливого руля стабилизатора и руля высоты.

Сколько ни дергай за рукоятку, но без одобрения электронного мозга ни рули на хвосте, ни элероны на крыльях не сдвинутся ни на миллиметр.

Смешение элеронов и руля направления — устранение неблагоприятного рыскания

Я спроектировал и построил Sopwith Camel в масштабе 1/4 для спортивных полетов. Оснащенный газовым двигателем Zenoah G-38, этот биплан Первой мировой войны с размахом 85 дюймов является отличным летчиком, но, как и большинство бипланов, он страдает от значительного рыскания при движении элеронов. Вот совет, как избавиться от этой нежелательной черты.

Из-за рыскания нос вашей модели поворачивается в направлении, противоположном входному сигналу вашего элерона. Когда вы перемещаете элероны влево, нос модели поворачивается вправо, вызывая скольжение модели.Это вызвано тем, что сопротивление, вызванное движущимся вниз элероном, больше, чем сопротивление движущегося вверх элерона. В идеале вы можете настроить дифференциал элеронов так, чтобы элероны двигались больше вверх, чем вниз, но для этого требуются два отдельных сервопривода элеронов. Если в вашей модели используется один сервопривод элеронов, вы можете скорректировать дисбаланс лобового сопротивления, смешав элероны и руль направления вместе. Сегодня большинство радиоуправляемых радиостанций имеют эту функцию, и это очень просто сделать.

Чтобы активировать микшер, войдите в свою программу микширования, найдите свой микс «элерон-руль направления» и активируйте его.первоначально он будет в конфигурации запрета. Следующий шаг — назначить переключатель на ваш микс. Я использую переключатель «Mix» на моем Spektrum DX18, но вы можете выбрать любой переключатель, который вам больше нравится. Для получения начального процента настройки вам сначала нужно будет управлять своим самолетом и посмотреть, насколько сильно он отклоняется от курса. Если его много, а носовой штифт выходит из поворота, установите смесь на 40–50%, если только небольшое количество, начните с 20–30%. Для своего Sopwith Camel я остался доволен результатами на 25%.

Вы хотите, чтобы реакция микширования следовала за элеронами. Правый элерон перемещает руль направления вправо, а левый элерон перемещает руль направления влево. А теперь выходите и управляйте своим самолетом с выключенным микшером. Поднимитесь на безопасную высоту и отведите самолет от вас, чтобы вы могли увидеть, как он отреагирует. Включите микс и переместите ручку элеронов вправо. Если нос движется влево, вам все равно нужно увеличить количество смеси. Попробуйте добавить левый элерон и посмотрите, что произойдет. Иногда величина рыскания может отличаться из-за крутящего момента двигателя.Выключите микс и приземлите свой самолет. Отрегулируйте процентное содержание смеси и попробуйте снова. Вы ищете такое количество смеси элеронов и руля направления, которое заставит вашу модель катиться в осевом направлении с минимальным нежелательным перемещением носа или вообще без него. Как только вы найдете эту золотую середину, вы заметите, что вашей моделью намного легче летать и управлять ею.

Получайте удовольствие, и если вы не знаете, как настроить микшер, вам в этом поможет опытный пилот RC.

Ура

GY.

Статья о строительстве Sopwith Camel, представленная в декабрьском выпуске журнала MAN за 2015 г., представляет собой статью о строительстве по адресу: www.modelairplanenews.com/plans

Элерон

Обычный элерон

Тяжелые ящики исполняют быстрые вальсы и джигу.

Каким-то образом, хотя он самый маленький офисный мальчик в округе, никто из других парней к нему не приставал.Драки и драки почти прекратились с тех пор, как Керенский пришел на работу. Это только одно из прозвищ Лео Кобрина, и оно было присвоено ему из-за значительного сходства лица с постоянно бегущим российским государственным деятелем, а также потому, что оба носили вполне формальные стоячие воротники. Каким-то образом, хотя он самый маленький офисный мальчик в округе, никто из других парней к нему не приставал. Драки и драки почти прекратились с тех пор, как Керенский пришел на работу.Это только одно из прозвищ Лео Кобрина, и оно было присвоено ему из-за значительного сходства лица с постоянно бегущим российским государственным деятелем, а также потому, что оба носили вполне формальные стоячие воротники.