Aileron Boyut ve Roll Performans ve Uçak İstikrarının Eleştirel Rolü
Kontrollü uçuş için tasarlanmış her uçak, boyutlarını ve konumlarını çevreleyen temel prensiplere dayanıyor. birincil uçuş kontrol yüzeyleri arasında, aileron tasarımı için temeldir, uzun zamandırtizek eksenleri kullanarak, uçuş zarfı boyunca arzu edilen performansa karşı rekabet eden temel prensip basit olsa da, hızlarını çevreleyen mühendislik kararları, kullanım nitelikleri ve genel istikrara sahip.Bu makale, aileel tasarımı kullanan aerodinamik ve yapısal faktörler için temel analiz eder.
Modern uçak tasarımcıları karmaşık bir optimizasyon sorunuyla karşı karşıyadır. Büyük aileronları daha yüksek bir hıza sahip olabilir, ancak bu yerleştirme, aşırı sürüklenme, ters yaw yaratır ve yüksek hızda kabul edilemez kontrol güçleri üretebilir. Benzer şekilde, koltukta aileronları daha uzun etkili bir kolun gerektirdiği için en üst düzeye çıkarabilir, ancak bu yerleştirme, uçak tasarımındaki herhangi bir şeye yol açabilir.
Aileronları ve Fonksiyonlarlarını Anlamak
Ailerons her kanadın yolundan geçiyor, genellikle sol tarafta bulunan (bu kanatta asansörde) bir tür değişiklik yaratmaktır.Bu dengesizlik, uçakla doğruya doğru hareket ettiğinde veya sağa sopayla belirlenirken, sağ aile defronu (bu kanatta asansörün merkezine kaldırılır) sağ taraftaki boşluklar azalır.
Temel aerodinamik, yerel bir saldırı açısında bir değişiklik içerir. Aşağı yukarı doğru seçilmiş bir ailer, bu da doğru yolu doğrultmaya eğilimlidir - bu şekilde bilinen bir fenomen, birçok uçak da ayrı ayrı bir aile seyahatini azaltır (daha fazla) veya Fri-tipi çalıştırır.
Yüksek performanslı ve ulaşım kategorisindeki uçaklarda, aileronlar genellikle bozulmalar veya düşük hızlarda bir sürüleme kontrolüne eklenir veya yüksek hızlarda yapısal yükler azaltırlar. Bazı tasarımları, üst düzey ve üst düzey bölümlerde ayrı kontrol yüzeylerini kullanır, farklı uçuş aşamalarındaki farklı yanıtları korumak için etkinleştirir.
Roll Rate üzerinde Aileron Boyut Etkisi
Roll oranı, uçak agtitudelerinin en sezgisel ölçümlerinden biridir. Belirli bir hava hızı ve yüksek çözünürlük için, en yüksek achievable roll oranı aile tarafından şiddetle etkilenir ve genişletilir.) ailer bölgesine ve ailer bölgesine göre daha büyük bir değişiklik gösterir.
Ancak aile büyüklüğü ve roll oranı arasındaki ilişki doğrusal değildir, ancak aileel etkinliği, ters kortaya bağlıdır - aileel chord'un kanat uçağı ile aynı zamanda, kanat katmanının yaklaşık% 25-30'unun% 30'unun ötesine geçer.Sağlanan hava lekelerinin arka tarafında artış ve hoş olmayan davranışların yanı sıra, kanatlı uçarak uçarak uçarak uçarak da artar.
Düşük hızlarda, yüksek asansör katsayıları gerektiğinde, daha büyük aileronları ağır yüklenebilir ve hava akışı ayrılıklarına neden olabilir.Bu, en çok ihtiyaç duyduğunda tam olarak yuvarlanır, iniş ve devam eden büyük manevralar için hareket eden, yüksek hızlarda, büyük aileel defektifler büyük ölçüde ağır kontrol kuvvetleri veya sofistike güçlendirici sistemler gerektiren anlara sebep olabilir. Birçok süpersonik savaşçılarda, tasarımcılar, ikinci katta hidrolik cezalarını kabul ederler.
| Aircraft Type | Aileron Chord / Wing Chord | Aileron Span / Wing Span | Max Roll Rate (deg/s) |
|---|---|---|---|
| General aviation (Cessna 172) | 0.20–0.25 | 0.35–0.50 | ~25 |
| Commercial jet (Boeing 737) | 0.22–0.28 | 0.30–0.40 | ~15 |
| Fighter (F‑16) | 0.25–0.30 | 0.50–0.60 | ~280 |
Masadan, sadece büyüklüğün yuvarlanma oranını diktemediğini açık; uçağın inertia, kanat yüklemesi ve hava hızı da önemli roller oynamaktadır. Ancak, daha büyük aileronları (hem de orta ve orta ölçekli) neredeyse her zaman daha yüksek roll otoritesi ile ilişkilendirilir, yapısal ve aerodinamik sınırlar saygılıdır.
Aileron'un Stability Üzerindeki Etkisi
Bir aileron defleksiyonu tarafından üretilen ve uçak merkezine gelen mesafeye göre doğrudan bir etkiye sahiptir.Bu nedenle, petrons kanat uçuna yakın bir anda daha büyük bir kol ve dolayısıyla bir dizin ortaya çıkıyor.Bu, birçok yüksek performanslı uçağın neden aileronları uzaktaki merkezin ürüne orantılı olduğunu açıklıyor.
Ancak, dış tahta aileronları bir maliyetle gelir.Suçun yakınında kanat yapısı daha esnektir ve aile tarafından uygulanan anlar belirgin kanat bükülebilir.Sekiz anda çarpıklığı azaltan bir yöne doğru dönerse, kontrol yüzeyi daha az etkili olur - hatta yüksek dinamik baskıya geri döner.Bu aeroelastic fenomen, ailer tersine, kanat için minimum bir sertlik gereksinimini ayarlar.
Aileron Reversal ve Yapısal Tasarım
Aileron geri dönüşü, aileel defleksiyondan aerodinamik an kanattan yanar, amaçlanan rolla karşı kanattan yanar. fenomen, Boeing 787 gibi yüksek hızlarda kritik hale gelir (1⁄2 ⁇ V2), düşük hızlı kontrol ve dolapta, yüksek hızlarda hidrolikleri kullanarak karşı karşıya kalabilir.
Bir başka istikrar hesabı, spiral stabiliteye girişin etkisidir. Outboard familyrons, aileye ait olan sürüklenme nedeniyle daha büyük bir yaldız üreterek, bu, uçağın dihedral ve dikey kuyrukla daha olumlu bir spiral stabiliteye katkıda bulunabilir - bir uçakla bir rahatsızlıktan sonra kanatlara geri dönme eğilimi.
Kontrol Sorumluluk ve Stall Davranış
Kanat uçlarına yerleştirilen aileronları, düşük hızda veya çift kişilikleri düşük hızda kurtarmayı, tasarımcılar (tekten önce kanat uçları) veya yüksek düzeyde saldırıya devam eden güvenlik birimlerinde ayrı tutmayı sağlar. Klasik çözüm, düşük hızlarda veya çift aileronları düşük hızda korumak için, tasarımcılara sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılan çığlaklı bir şekilde müdahale edilen bir şekilde müdahale edilen bir şekilde müdahale edilen bir şekilde müdahale edilen duvarı kontrol yüzey kontrol yüzey kontrol yüzey
Aileron Design'da Ticaret-off
Yüksek roll oranı, yeterli stabilite, yapısal verimlilik ve öngörülebilir bir şekilde çalışan tasarımcılar bir dizi uzlaşmaya karşı mücadele hedefleri vardır; en iyi aile yapılandırması amaçlanan misyona bağlıdır. Fighter uçak öncelik verir, genellikle daha yüksek yapısal ağırlık kabul eder ve spiral stabiliteyi azaltır. Transport uçaklar pürüzsüz, öngörülebilir kontrol ve düşük yakıt tüketimine sahiptir, böylece daha küçük, gemide aileron takviyesi için tercih edilir.
Flybywire sistemleri, yüksek hızlarda (projeyi korumak için yazılım kullanarak) daha büyük bir aile boşluğunu düşük hızlarda (iyi roll otoritesi için) ve daha küçük bir sanal aileye (projeyi korumak için) verdi.F-16 ve Airbus A320 aile defneleri, aktif kontrol yasalarının aileye ait olduğu önemli örneklerdir.
Bir diğer modern yaklaşım, makyaj ve iniş sırasında asansöre kadar simetrik olarak dağıtılabilir ve asimetrik olarak yuvarlanma parçalarının toplam sayısını azaltır, ancak hareket değerlendirmesi ve kontrol mantığının önemli bir kısmını uzatır. Sonuç, hem yüksek asansörü elde etmeden hem de yeterli rulo oranlarının diğerini azaltıp azaltamaz.
Aileron Boyutu ve Yüksek Hızlı Uçuş Değerlendirmeleri
Uçaklar transonik ve süpersonik hızlara yaklaşırken, şok dalgaları ve sıkıştırılabilirlik etkileri aileel performansı zorlamaktadır.Aerodinamik merkezi arkadan geçer ve özel bir aileron veya şımarık ile birlikte yuvarlanabilir.Bu faktörler ailesel uçak, birçok süpersonik uçak, tüm hareketsiz yatay kuyrukları (stabilatörler) kullanarak kontrol etmek ve sabitleyici bir şekilde yuvarlanabilir.
Kanat üstü kıvrıklığın büyüklüğü transonik rejimde kritik hale gelir. Büyük chord ailesi kanat üst yüzeyinde güçlü şok dalgaların oluşumuna neden olabilir, ağır sürüklenmeye ve olası kontrol buzz'a yol açabilir.Bu nedenle, yüksek hızlı uçaklar genellikle 0.15-0.20'lık bir oran ile nispeten küçük ailerlere sahiptir ve ayırıcı kuyruk veya dışarıdaki çöplükleri ile karşı çıkmak için ek yüzeylere güvenebilirler.
Flutter – dinamik aeroelastic bir istikrarsızlık – büyük ailer kütle ve uyum tarafından yapılan yüksek hızlarda daha yüksek olan hava kirliliğinin daha iyi kalmasını sağlamak için dinamik bir aeroelastic dengesizliğe yol açmalı, ancak bu yapısal ağırlıkları artırmak için karmaşık bağlantı sistemlerini kullanarak, yüksek hızlarda sabit yüzeylere dönüştürmeyi sağlamak için yaygın bir yöntemdir.
Farklı Uçak Tipleri için Aileron Design
En iyi aile büyüklüğü ve yerleştirme kategoriler arasında yaygın olarak değişir.ETHFLT:0)Genel havacılık[DÜT:1) Cessna 172 veya Piper Archer genellikle orta boyla diferansiyel aileronları çalıştırır (20-25% of kanat chord) ve bu ailerlerin yaklaşık% 40'ını orta derecede örterek ortalık bir şekilde dengelenir.
[FONT:0] ⁇ havayolu çalışanları [DÜDÜT:1], farklı bir talep setiyle karşı karşıyadır: yüksek hızlarda yolcu için düzgün, rahat yolculuklar sağlamalı, yüksek hızlı yolcu verimliliğini sürdürürken yolcuları için yüksek hızda yolculuk yapanlar için yüksek hızda bir araya gelir. Çoğu havayolu şirketi, düşük hızlarda (daha düşük hızlarda) ve yardımcı olmak için bir araya getirir.
[FONT:0]Fighter ve aerobatik uçaklar[Dönemli yüksek rulo oranları talep ediyor.The Extra 300, aerobatic uçağı, neredeyse tüm kanat izlerini işgal eden büyük bir aile dövüşçüleri kullanıyor.Santarons ve diferansiyel uçaklar düşük gelen keskin nişancılar ile tasarlanmıştır. ikinci başına 300 ° °'ye kadar yuvarlanabilir.
[UAVs) [UAVs) genellikle tüm uçan kanatlar veya kuyruksız konfigürasyonlar. Bu tasarımlarda, ailetaşlar en üst düzeye kadar monte edilirler - kuyrukları ve faronlar. Elevon büyüklüğü ve yerleştirmenin yokluğu kritiktir, çünkü tüm perde ve roll kontrol yetkisi onlara bağlıdır. Tipik olarak, ayak izi kenarda 30-40% kanat izlenir ve kanat uçları en üst sıraya yerleştirilir.
Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç
Aileron büyüklüğü ve yerleştirme bağımsız parametreler değildir - uçağın aerodinamik tasarımı, yapısal düzen ve operasyonel rolü ile derinden iç içe geçmişlerdir. Büyük gemili aileronlar bu rakip faktörlerin risklerini sunarlar.
Malzemedeki ilerlemeler, eylemciler ve uçuş kontrol bilgisayarları tasarım alanını önemli ölçüde genişletmiştir. Modern uçaklar şimdi daha küçük, daha hafif aileronları kullanabilir ve hız aralığında yüksek roll performansını korumak için aktif kontrol yasalarına güvenebilir. mühendisler performans sınırlarını zorlamaya devam ettikçe, temel ticari-tarafsız uçak geliştirme merkezinde kalacaktır.
Daha fazla okuma için, [[0)NASA teknik bir kağıt aileye ters döndürülür[Dönetici:0)) Hava Kuvvetleri Uçan El Kitabı) , aileel kullanım için bir pilot odaklı bakış açısı sunar.