Войти
Вертикальные и горизонтальные стабилизаторы на Airbus A380 авиалайнере An стабилизатор самолета представляет собой аэродинамическую поверхность, обычно включающую одну или несколько подвижных управляющих грани, что обеспечивает устойчивость и управляемость в продольном (тангаж) и / или направлении (рысканье). Стабилизатор может иметь фиксированную или регулируемую конструкцию, на которой шарнирно закреплены любые подвижные управляющие поверхности, или сам может быть полностью подвижной поверхностью, такой как стабилизатор . В зависимости от контекста «стабилизатор» иногда может описывать только переднюю часть общей поверхности.
В традиционной конфигурации самолета отдельные вертикальный (оперение) и горизонтальный (хвостовое оперение ) стабилизаторы образуют оперение, расположенное в хвостовой части самолета. Другие конструкции оперения, такие как конфигурация V-образного хвоста, имеют стабилизаторы, которые способствуют сочетанию продольной и направленной стабилизации и управления.
Продольная устойчивость и управляемость могут быть получены с помощью других конфигураций крыла, включая утка, тандемное крыло и бесхвостые самолеты.
Некоторые типы самолетов стабилизированы. с электронным управлением полетом ; в этом случае неподвижные и подвижные поверхности, расположенные в любом месте вдоль самолета, могут служить в качестве активных гасителей движения или стабилизаторов.
A В Боинге 737 используется регулируемый стабилизатор, перемещаемый с помощью домкрата для обеспечения требуемых сил дифферента по тангажу. Показан типовой стабилизатор. Горизонтальный стабилизатор используется для поддержания продольного баланса или дифферента самолета: он оказывает вертикальное усилие на таком расстоянии, что сумма моментов тангажа относительно центра тяжести равна нулю.. Вертикальная сила, прилагаемая стабилизатором, изменяется в зависимости от условий полета, в частности, в зависимости от коэффициента подъемной силы самолета и отклонения закрылков, которые влияют на положение центра давления, а также положением центра тяжести самолета (который изменяется в зависимости от загрузки самолета и расхода топлива). Трансзвуковой полет предъявляет особые требования к горизонтальным стабилизаторам; когда местная скорость воздуха над крылом достигает скорости звука, происходит внезапное движение за центром давления.
Другая роль горизонтального стабилизатора - обеспечивать продольная статическая устойчивость. Устойчивость можно определить только тогда, когда автомобиль находится в балансировке; это относится к тенденции воздушного судна вернуться в сбалансированное состояние, если оно нарушено. Это поддерживает постоянное положение самолета с неизменным углом тангажа по отношению к воздушному потоку без активного участия пилота. Для обеспечения статической устойчивости самолета с обычным крылом необходимо, чтобы центр тяжести самолета находился впереди центра давления, поэтому стабилизатор, расположенный в задней части самолета, будет создавать подъемную силу в направлении вниз.
Элеватор служит для управления осью тангажа; в случае полностью подвижной хвостовой части вся сборка действует как управляющая поверхность.
Носитель вверх и поток вниз, связанный с созданием подъемной силы, является источником аэродинамического взаимодействия между крылом и стабилизатором, что приводит к изменению эффективный угол атаки для каждой поверхности. Влияние крыла на хвост гораздо более значимо, чем противоположный эффект, и его можно смоделировать с помощью теории подъемной линии Прандтля ; однако для точной оценки взаимодействия между несколькими поверхностями требуется компьютерное моделирование или испытания в аэродинамической трубе.
Регулируемый горизонтальный стабилизатор an Embraer 170, с маркировкой, показывающей углы дифферента носа вверх и нос вниз В традиционной конфигурации горизонтальный стабилизатор представляет собой небольшой горизонтальный оперение или хвостовое оперение, расположенное сзади самолет. Это самая распространенная конфигурация.
На многих самолетах хвостовое оперение состоит из неподвижной поверхности, снабженной шарнирной задней поверхностью руля высоты. Триммер может использоваться для снятия усилия пилота; и наоборот, в некоторых случаях, например, в небольших самолетах с цельноповоротными стабилизаторами, фиксаторы сервопривода используются для увеличения этих сил.
Большинство авиалайнеров и транспортных самолетов имеют большой, медленно движущийся регулируемый хвостовой стабилизатор, который совмещен с независимо движущимися лифтами. Руль высоты управляется пилотом или автопилотом и в первую очередь служит для изменения положения самолета, в то время как весь узел используется для дифферента (поддержания горизонтального статического равновесия) и стабилизации самолета по оси тангажа.
Многие сверхзвуковые самолеты имеют цельноповоротное хвостовое оперение, также называемое стабилизатором, где вся поверхность регулируется.
Варианты стандартной конфигурации включают Т-образное оперение, Крестообразное хвостовое оперение, Двойное оперение и Двойное оперение.
Трехплоскостной конфигурация самолета Piaggio P-180 Avanti Трехплоскостной самолет, такой как Piaggio P.180 Avanti или Scaled Composites Triumph и Catbird, хвостовое оперение - стабилизатор, как у обычного самолета; передняя планка, называемая форпланом или утком, обеспечивает подъемную силу и служит балансировочной поверхностью.
Некоторые более ранние трехплоскостные самолеты, такие как Curtiss AEA June Bug или биплан Voisin 1907, имели обычную компоновку с дополнительной передней поверхностью управления по тангажу, которая назывался «лифт», а иногда и «стабилизатор». Без руля высоты у этих самолетов не было того, что сейчас называют обычными стабилизаторами. Например, Voisin был тандемно-подъемной компоновкой (основное крыло и заднее крыло) с носовой частью, которая не была ни стабилизирующей, ни главным образом подъемной; это называлось «équilibreur» («балансир») и использовалось как поверхность для регулировки по тангажу и дифферента.
конфигурация утка корабля Beechcraft Starship В конфигурации утка располагается малое крыло или носовой самолет. перед основным крылом. Некоторые авторы называют его стабилизатором или отводят только носовой части стабилизирующую роль, хотя, что касается устойчивости по тангажу, носовая часть обычно описывается как дестабилизирующая поверхность, причем основное крыло обеспечивает стабилизирующий момент по тангажу..
В самолетах с естественной нестабильностью поверхности утка могут использоваться как активная часть системы искусственной устойчивости и иногда называются горизонтальными стабилизаторами.
Бесхвостый конфигурация из Concorde Бесхвостый самолет не имеет отдельного горизонтального стабилизатора. В бесхвостом самолете горизонтальная стабилизирующая поверхность является частью основного крыла. Продольная устойчивость в бесхвостом самолете достигается за счет такой конструкции самолета, что его аэродинамический центр находится позади центра тяжести.. Обычно это делается путем изменения конструкции крыла, например, путем изменения угла падения в направлении размаха (крыло размыкание или скручивание ) или с помощью отраженного изгиб профилей.
Вертикальный стабилизатор обеспечивает курсовую устойчивость (или рыскание ) и обычно состоит из фиксированного киля и подвижного руля направления, шарнирно прикрепленного к его задней кромке. Реже шарнир отсутствует, и вся поверхность плавников поворачивается как для устойчивости, так и для управления.
Когда самолет встречает горизонтальный порыв ветра, устойчивость к рысканью заставляет его разворачиваться против ветра, а не поворачивать в том же направлении.
Геометрия фюзеляжа, гондолы двигателей и вращающиеся винты влияют на поперечную статическую устойчивость и влияют на требуемый размер стабилизатора.
Если самолет этого не делает иметь вертикальный стабилизатор, то самолет практически не маневренен.
Хотя использование вертикального стабилизатора является наиболее распространенным, можно получить курсовую устойчивость без дискретного вертикального стабилизатора. Это происходит, когда крыло стреловидно назад и в некоторых случаях, как, например, на крыле Rogallo, которое часто используется для дельтапланов, это означает, что плавник не нужен..
Beechcraft Bonanza, наиболее распространенный пример конфигурации V-образного хвостового оперения На некоторых самолетах горизонтальные и вертикальные стабилизаторы объединены в пару поверхностей, называемых V-образным хвостовым оперением. В этой компоновке два стабилизатора (киль и руль направления) установлены под углом 90–120 ° друг к другу, что дает большую горизонтальную площадь проецирования, чем вертикальную, как в большинстве обычных хвостовиков. Движущиеся рулевые поверхности называются рулевыми управлениями. Таким образом, V-образное оперение действует как стабилизатор рыскания и тангажа.
Хотя может показаться, что конфигурация V-образного хвоста может привести к значительному уменьшению площади смачивания хвоста , он страдает увеличением сложности управления-срабатывания, а также сложностью и вредное аэродинамическое взаимодействие между двумя поверхностями. Это часто приводит к увеличению общей площади, что снижает или сводит на нет исходное преимущество. Легкий самолет Beechcraft Bonanza изначально проектировался с V-образным оперением.
Существуют и другие комбинированные макеты. Беспилотный самолет General Atomics MQ-1 Predator имеет перевернутый V-образный хвост. Хвостовые поверхности Lockheed XFV можно описать как V-образное хвостовое оперение с поверхностями, проходящими через фюзеляж на противоположную сторону. У LearAvia Lear Fan был Y-образный хвост. Все конструкции со сдвоенным оперением с двугранным углом оперения обеспечивают комбинацию продольной и направленной стабилизации.
