Introducere

Controlul lateral . Abilitatea de a rula o aeronavă este una dintre cele trei axe fundamentale de zbor, alături de smoală şi căscat. Fără o metodă de încredere de a înclina aripile stânga sau dreapta, cotitură un avion ar fi neîndemânatic la cel mai bun şi periculos la cel mai rău. pionierii de aviaţie timpurie recunoscut această provocare aproape imediat după obţinerea de zbor cu motor. Căutarea lor pentru controlul precis rola a condus la una dintre cele mai conseciente inovaţii în aeronautică: aleron. Această suprafaţă mică balamalizată pe marginea traseului de fiecare aripă transformat manevrabilitate aeronave, face posibil turnuri coordonate şi role rapide. Înţelegerea istoria şi dezvoltarea de alerons dezvăluie nu numai o evoluţie tehnică, dar şi o poveste de concurenţă aceroasă, gândire inventivă, şi rafinarea treptată a ideilor care în cele din urmă a făcut aviaţie mai sigură şi mai practică.

Originea Ailerons

Conceptul de o suprafata de control separat dedicata rola nu a aparut complet format. A evoluat din metode anterioare, dintre care cel mai faimos a fost deformarea aripilor. Fraţii Wright . 1903 Flyer folosit de deformare aripi pentru a obţine controlul lateral. Prin răsucirea aripilor prin cabluri, Wrights ar putea creşte ridica pe o parte şi să-l scadă pe cealaltă, iniţierea o rolă. Deformarea Wing a lucrat, dar a plasat stres sever pe structura aripii, limitarea forţei şi vitezei aeronavelor. Mai mult, nu ar putea fi uşor adaptate la mai rigid, modele aripi catile cantile care ar domina mai târziu aviaţie.

Fundaţii teoretice timpurii

Cu mult înainte de Wrights, inventatorii au considerat ideea unei aripi clape balamale. În 1868 inginerul britanic Matthew P. W. Boulton a primit un brevet pentru o

Pionierii din Aileron Development

Trecerea de la deformarea aripilor la alerons a avut loc rapid în primul deceniu de aviație alimentat. Două figuri cheie . Robert Esnault-Pelteria în Franța și Glenn Curtiss în Statele Unite ale Americii .

Robert Esnault-Pelterie

Esnault-Pelterie, un designer francez de aeronave, construit primul său planor în 1904 și primul său avion alimentat în 1906. El a crescut rapid nemulțumit de deformarea aripilor, găsindu-l structural slab și dificil de controlat. În 1907, el a introdus aleroni pe lui REP monoplane . El a susținut că panourile balamale montate pe marginile de traseu aripi și a funcționat independent. Esnault-Pelterias alelerons au fost o îmbunătățire; au fost o abatere deliberată de la metoda Wrights . El a susținut că aleleronii au furnizat un control mai neted, mai puternic rola fără răsucirea structurii aripilor. Avionul său REP a efectuat bine în competiții timpurii și a demonstrat viabilitatea conceptului.

Glenn Curtiss

Peste Atlantic, Glenn Curtiss experimenta cu control lateral într-un mod diferit. Bug lui din 1908 iunie, un biplan proiectat pentru trofeul stiintific american, folosit mici clape între aripi numit

Alți contribuitori timpurii

În timp ce Esnault-Pelteria și Curtiss sunt cele mai faimoase, mai mulți alți aviatori au contribuit la dezvoltarea aleronului. Henri Farman, un aviator francez, au montat alerone la biplanul Farman III în 1909, îmbunătățind răspunsul la rola în timpul turnării. Alberto Santos-Dumont experimentat cu suprafețe mici balamale pe monoplanul său Demoiselle. Fabrica Regală Britanică de Aeronave a dezvoltat de asemenea alerone pentru avioanele militare timpurii. Cu 1912, majoritatea noilor modele de aeronave au încorporat alelerone mai degrabă decât deformarea aripilor, semnalând sfârșitul abordării originale Wrights.

Dezbaterea Aileron vs. Wing Warping

De ce au câştigat în cele din urmă aleilerons? Dezbaterea nu a fost pur tehnic; a implicat brevete, mândrie naţională, şi performanţă de aeronave. Deformarea aripilor a avut un avantaj: ar putea fi integrată fără probleme în structura aripilor fără adăugarea balamale externe sau drag. Cu toate acestea, pe măsură ce vitezele de zbor au crescut şi aripile au devenit mai rigide, deformate. A necesitat aripi flexibile, care au redus eficienţa structurală. Ailerons, prin contrast, ar putea fi proiectate ca panouri puternice, care nu au compromis structura primară a aripilor. Ei au permis, de asemenea, pentru acţiune diferenţială deflecting o aleron mai mult decât cealaltă în jos care a redus tendinţa de a face o laba de rulare a aeronavei pentru a balansa nasul în direcţia opusă. Această rafinament aerodinamică a făcut nu doar o alternativă, ci o soluţie superioară.

Bătălia legală dintre Wrights și Curtiss centrat pe Wrights . Brevet larg acoperind controlul lateral prin orice mijloace de răsucire sau îndoire aripi. instanța inițial a susținut monopolul Wrights , dar izbucnirea primului război mondial a forțat guvernul american pentru a crea un bazin patent , ruperea impasului și permițând producătorilor să folosească alelerone liber . Până în 1918 , alerons a devenit standard pe aproape toate avioanele de luptă .

Evoluţia proiectării Aileron

Odată ce aleronii au devenit norma, inginerii au continuat să-şi perfecţioneze forma, plasarea şi mecanismul. Două inovaţii notabile au apărut în anii 1920 şi 1930: aleronele Frise şi alelerons diferenţiate.

Frise AileronsCity in New York USA

Inventat de inginerul britanic Leslie G. Frise la începutul anilor 1930, Frise aleron este proiectat cu o balama asimetrică care proiectează marginea de lider a aleronului în sus în fluxul de aer. Acest lucru creează drag pe aripa în jos-mișcare, contracararea yaw adverse. Frise alerons a devenit popular pe multe aeronave, inclusiv Supermarine Spitfire, și sunt încă utilizate pe unele aeronave ușoare astăzi.

Aileroni diferenţiali

Eleronii diferenţiali se deplasează în sus o distanţă mai mare decât în jos. Deoarece aleronul în jos produce mai mult drag, limitarea călătoriei reduce căscarea negativă. Acest truc mecanic simplu a fost adoptat pe scară largă în anii 1930 şi rămâne comună pe avioane aeriene generale moderne. Aceasta a permis designerii să realizeze o mai bună coordonare rola fără a adăuga complexitatea.

Impactul asupra proiectării și siguranței aeronavelor

Adoptarea de aleroni revoluționat proiectarea aeronavelor în mai multe moduri. În primul rând, a permis sarcini mai mari aripi și structuri mai puternice. Aripi nu mai trebuie să fie flexibil pentru deformare; acestea ar putea fi construite din metal și catilevered, ceea ce duce la avioane mai rapide, mai grele. În al doilea rând, alerons îmbunătățit autoritatea de control la viteze mici, a face decolare și aterizare mai sigur. În al treilea rând, au permis manevre aerobatic care ar fi fost imposibil cu deformare aripi. Abilitatea de a efectua rulouri susținute și turnuri bancare precise a devenit o cerință pentru aviație militară și mai târziu pentru transportul comercial.

Astăzi, aleronele rămân un control de zbor critic, adesea integrat cu spoilere sau clapere pe modele avansate. Istoria lor este un testament al modului în care o simplă clapă balama developată prin încercare și eroare de către o mână de pionieri determinate pot transforma o întreagă industrie. Pentru lectură în continuare pe detaliile tehnice ale operațiunii de aleron, NASA Armstrong Flight Research Center oferă o imagine de ansamblu excelentă a suprafețelor de control. Smithsonian National Air and Space Museum oferă conturi detaliate ale războaielor patentului. În plus, ]Centenarul Comisiei de Zbor are un eseu cuprinzător privind evoluția suprafețelor de control.

Concluzie

Istoria aleronului este o poveste de îmbunătățire incrementală determinată de necesitate. De la cablurile de aripa fragile Wrights warping până la suprafețele de precizie-hinged pe jeturi moderne, controlul laterală a venit un drum lung în doar peste un secol. pionierii timpurii . De la cablurile de aripa fragile . De la cablurile de aripa fragile , Curtiss , și altele . De recunoaștere nu numai pentru inventarea unui dispozitiv , dar pentru persistența prin lupte juridice , eșecuri structurale , și riscurile inerente de zbor . Lucrarea lor a pus bazele pentru fiecare viraj bancar și rula coordonat care piloții iau acum de la sine . Astăzi, de fiecare dată un avion de pasageri se întoarce fără probleme spre destinație , acesta este rezultatul direct al acestor experimente timpurii ale alealeron panourilor mici care au schimbat lumea .