Ailerons
Ailerons ( engelsk aileron ) giver flyvekontrol omkring længdeaksen i næsten alle 3-aksede kontrollerede fly .
funktionalitet
Ailerons er generelt bevægelige klapper på vingens bagkant, der bevæger sig samtidigt og i modsatte retninger, når rullestyringerne betjenes. Aileron, som flyttes ned, øger løftet på siden, hvilket hæver denne vinge. Den anden aileron bevæger sig opad, reducerer løft og sænker vingen. Dette skaber en rullende bevægelse omkring længdeaksen, hvilket igen medfører f.eks. Den krævede hældningsvinkel som udgangspunkt for en koordineret drejning .
Hvis flere aerodynamisk effektive overflader deler en vings bagkant, er aileronerne normalt de yderste kontrolflader for at opnå god gearing ved generering af rullemomentet, mens landingsklapper normalt findes i vingernes indre område. I jetfly er der ofte flere aileron-flapper på hver vingside, som er forskellige i længde, dybde og position, og som er designet til forskellige hastighedsområder ( lav, høj hastighed ).
Betjeningsklapperne betjenes elektrohydraulisk eller elektrisk ved hjælp af kabler, trykstænger, hydrauliske aktuatorer ; i større fly er der normalt flere muligheder for redundant beskyttelse. Ailerons trimmes ved hjælp af såkaldte trim ror .
Særlige former i forbindelse med andre betjeningsflader
I moderne flykonstruktion blandes og overlejres de individuelle kontrolfladers originale funktioner ofte med andre kontrolfunktioner for at forbedre styrbarheden, øge flyvesikkerheden og forbedre flyets ydeevne. Indførelsen af flyvekontrolcomputere og fly-by-wire flykontroller understøtter disse nye muligheder.
Spoilere som rullespoiler
I kommercielle fly bruges nogle af spoilersegmenterne - normalt dem længst ude på vingen - normalt til at understøtte aileronerne. Med en kontrolindgang aktiveres spoileren udover vingens opadgående aileron på indersiden af kurven lidt (forlænget), mens spoilerklapperne på den modsatte vinge forbliver i deres tilbagetrukne hvilestilling. Dette modvirker det negative drejemoment, der genereres af ailerons, ud over at understøtte taxaen gennem en ensidig reduktion i løft på vingen, der skal sænkes, da modstanden på vingen inde i kurven øges, hvilket igen resulterer i en meningsfuldt understøttende gabende moment i kurvens retning. [1] I Airbus A380 bruges for eksempel seks af de eksisterende otte på hver side spoilersegmenter til at understøtte aileronerne i de ydre vinger. [2] For første gang blev rollspoilere brugt på Northrop P-61 natjager, de faktiske ailerons var små.
Spoilerons
I de senere modeller af B-52 (G&H) blev der fuldstændig undværet ailerons til fordel for rullespoileren. Det sammensatte ord for dette var Spoilerons fra Spoiler og Aileron.
Skræder
I mange moderne kampfly med det sædvanlige design af vinge / haleenhed understøtter elevatorer , der normalt er udformet som pendulroer uden dæmpningsoverflader, ved at flytte dem i modsatte retninger - oven på de rorudbøjninger, der kræves til elevatorstyring - som f.eks. ailerons. Under en tornado erstattede disse kontraroterende elevatorer fuldstændigt konventionelle aileroner. Dette design kaldes også Taileron ( kombineret tailplane og aileron ) i det engelske tekniske udtryk. Fordelen ved de ekstremt store landingsflapper, der næsten strækker sig over hele vingens længde (og dermed høj nyttelast eller høj løftgenerering til stramme sving i luftkamp ) købes på bekostning af en lidt reduceret rullehastighed . Og derfor meget effektiv - - til denne vigtige egenskab ved et jagerfly for at bringe de krævede høje værdier, blev tornadoens vinger relativt langt udenfor udført med en spoiler monteret (rullespoilere) pr. Fløj.
Elevon
Med flyvende vinge- og deltakonfigurationer bruges der ofte styreflader på vingernes bagkant, som samtidigt udfører overlejrede kontroludbøjninger til højde- og rullestyring. Disse omtales med det sammensatte ord elevon (fra de engelske udtryk elevator for elevator og aileron for aileron).
Flaperon
Hvis aileron -flappen har en anden funktion som en flap til at øge lift (landingshjælp) eller til profiloptimering på grund af dens justerbarhed i samme retning, taler man om en flaperon (fra de engelske udtryk flap for flap og aileron for aileron). Et eksempel på dette er LS3 svævefly.
Udvikling og historie
I det 19. århundrede var Clément Ader , Charles Renard , Edson Gallaudet , Alphonse Pénaud og John Joseph Montgomery allerede teoretisk bekymret over muligheden og konstruktionen af en aileron. Briten Matthew Piers Watt Boulton patenterede sig selv i 1868 med patentspecifikationen Aerial Locomotion ailerons for at forbedre bevægelse i luften.
Ving drejning
I luftfartens tidlige dage blev rulningskontrol ofte opnået uden egentlige aileroner, men ved at vride vingen. Hele vingerne blev snoet lidt i modsatte retninger ved hjælp af kabler , hvilket også resulterede i en forskel i løft mellem de to vinger på grund af de forskellige angrebsvinkler og dermed en rulning af flyet.
Wing twisting blev udviklet og brugt i praksis af Wright -brødrene i drager og svævefly siden 1899. Ud over Wright Flyer blev vingevridning også brugt af andre tidligt drevne fly, såsom Blériot XI (1908), Etrich Taube og dens kopier (1909), Morane-Saulnier N (1915) og de mange varianter af Fokker-monoplanet (1915), samt nogle svævefly som Harth-Messerschmitt S7 (1918).
Wright -brødrene , hvis fly blev styret ved at vride deres vinger, var af den opfattelse, at deres brede patent også dækkede metoden til styring af aileron -ruller, der blev brugt af Glenn Hammond Curtiss og derfor søgte Curtiss.
Ailerons
For første gang i praksis, krængeror at styre rullen kontrol blev Robert Esnault-Pelterie brugt på et ikke-drevne biplan svævefly i 1904. Først blev de realiseret som yderligere områder. Ailerons, der er integreret som bevægelige elementer i hovedfløjen, blev første gang brugt af Henri Farman på Farman III i 1909.
Sammenlignet med brugen af ailerons har vingevridningen den fordel, at der ikke er huller i vingen forårsaget af rorklapperne, og at profilen bevares. Således kan det aerodynamiske træk let reduceres. Torsionen er imidlertid strukturelt vanskelig at forene med den nødvendige torsionsstyrke af mere moderne, normalt fejede vinger: Ved flyvning med høje hastigheder, dvs. i en lille angrebsvinkel , opstår der stærke vridningskræfter (løft produceres næsten kun ved bagkanten , så vingen er snoet fremad), hvilket modvirkes med torsionsnæsen ("D-Box"), som er designet til at være meget vridningsstiv .
Det negative vendepunkt
En ugunstig sekundær virkning af aileron -brugen (også kendt som aileron yaw moment) skyldes, at på grund af de forskellige trykforhold på vingens øvre og nedre overflader reducerer den opadbøjende aileron på indersiden af kurven flow modstand af vingen skal sænkes, mens den nedadgående afbøjning aileron åbner den modsatte side ved at øge lift generation og den dermed forbundne stigning i træk ikke blot løfter fløjen, men også forsinker den ned: følgelig flyets kæberne ud over den tilsigtede rullebevægelse, men til den modsatte side (= negativ). Af denne grund fører driften af aileron til et negativt drejemoment (dvs. at flytte flyets næse mod den ønskede styreretning), hvorfor rene sving i flyet startes og flyves igennem koordineret med aileron og ror (i retningen af kurven for at kompensere for det negative vendepunkt) skal.
Dette skyldes gearingsforholdene (stort spænd i forhold til den samlede længde for en stor løftestang for den angribende uønskede kæbe og en relativt kort Leitwerkshebelarm) især i glidning af stor betydning for kurver med lav modstand uden at skubbe for at opnå eller skråninger (smøring); Tråden på hver svævefly fungerer som et hjælpemiddel til koordinering af roret.
Det negative vendepunkt kan svækkes eller stort set neutraliseres ved konstruktive foranstaltninger. En mekanisk let at implementere muligheden for dæmpning er en differentieret kontrol med forskellige nedbøjninger, hvor aileron -klapperne bøjer mindre nedad end opad. På denne måde tilpasses afbøjningen til de forskellige trykforhold på toppen og bunden af vingen, og modstandsmomenterne er mere jævne. En anden mulighed er udformningen af selve roret som en Friese aileron , hvor hængselets drejepunkt på rorflappen er placeret på en sådan måde, at når klappen afbøjes opad, er modstanden på undersiden af klapgabet også meget øget for at skabe et kompenserende øjeblik af modstand. [3] Desuden er brugen af spoilere som rullespoilere i større fly (se ovenfor) med til at neutralisere vendepunktet; Sådanne fly har ofte også et såkaldt gaffeldæmper , som automatisk justerer rorbøjningen til forskellige flyveforhold; I dette tilfælde behøver piloten ikke bevidst at styre roret. På samme måde kan en bestemt, meningsfuld rorbøjning automatisk tilføjes til aileron -kontrolindgangen mekanisk eller via flyvekontrolcomputeren.
Aileron -vending
Hvis aileron betjenes, angrebsvinklen stiger på fløjen, på hvilken balanceklap afbøjer nedad på grund af den stærkere geometriske krumning af profilen skelet linje . Derudover forårsager ailerons, der svinger ned i området med højere tryk, også en stigning i træk.
I ekstrem langsom flyvning kan dette være ensidig stalludførelse på den fløj, som han i stedet for at bevæge sig op, ned "falder". Da den øgede modstand også forårsager en drejningsbevægelse omkring den lodrette akse, kan dette få flyet til at dreje . Teknisk set noget upræcist kaldes denne effekt "aileron -reversering".
De fleste moderne fly har næppe nogen aileron -vending på grund af passende designforanstaltninger.
Se også
litteratur
- Ernst Götsch: Flyteknologi: introduktion, grundlæggende, flyviden . Motorbuchverlag, Stuttgart 2003, ISBN 3-613-02006-8 .
Weblinks
Individuelle beviser
- ↑ Beskrivelse af brugen af spoilerne til rulningskontrol på webstedet for Glenn Research Center i NASA , engelsk, tilgået den 4. januar 2015
- ↑ Oversigt over A380 Flight Controls , præsentation af Airbus på HAW Hamburg den 27. september 2007, side 21, PDF -fil, åbnet den 7. januar 2015
- ^ Abstract Aileron Dimensioning , 2004, forfatter Marcus Casper, PDF -fil, side 25 f., Adgang fra HAW Hamburgs websted den 6. januar 2015