Uçuş kontrol yüzeyleri - Flight control surfaces
Uçak uçuş kontrol yüzeyleri bir pilotun uçağın uçuşunu ayarlamasına ve kontrol etmesine izin veren aerodinamik cihazlardır tavır.
Etkili bir uçuş kontrol yüzeyleri setinin geliştirilmesi, uçağın geliştirilmesinde kritik bir ilerlemeydi. Erken çabalar Sabit kanatlı uçak tasarım, uçağı yerden kaldırmak için yeterli kaldırma kuvveti oluşturmayı başardı, ancak bir kez havaya uçtuğunda, uçak genellikle felaketle sonuçlanan kontrol edilemediğini kanıtladı. Etkili uçuş kontrollerinin geliştirilmesi, istikrarlı uçuşa izin veren şeydir.
Bu makale, bir cihazda kullanılan kontrol yüzeylerini açıklamaktadır. Sabit kanatlı uçak geleneksel tasarım. Diğer sabit kanatlı uçak konfigürasyonları farklı kontrol yüzeyleri kullanabilir ancak temel ilkeler kalır. Kontroller (çubuk ve dümen ) döner kanatlı uçaklar için (helikopter veya otojir ) aynı hareketleri yapmak için üç eksenli dönüş, ancak dönen uçuş kontrollerini (ana rotor disk ve kuyruk pervanesi disk) tamamen farklı bir şekilde.
Uçuş kontrol yüzeyleri, uçak uçuş kontrol sistemleri.
Geliştirme
Wright kardeşler ilk pratik kontrol yüzeylerinin geliştirilmesiyle tanınır. Uçma konusundaki patentlerinin önemli bir parçasıdır.[1] Modern kontrol yüzeylerinin aksine, kanat eğilmesi.[2] Atlatmak için bir girişimde Wright patenti, Glenn Curtiss menteşeli kontrol yüzeyleri, aynı konsept türü ilk olarak kırk yıl önce Birleşik Krallık'ta patenti alındı. Menteşeli kontrol yüzeyleri, kanat eğrilme sorunu olan ve yapılara yerleştirilmesi daha kolay olan gerilmelere neden olmama avantajına sahiptir.
Hareket eksenleri
Bir uçak, birbirine dik olan ve uç noktasında kesişen üç eksen etrafında dönmekte serbesttir. ağırlık merkezi (CG). Pozisyonu ve yönü kontrol etmek için bir pilot, her birinin etrafındaki dönüşü kontrol edebilmelidir.
Enine eksen
enine eksen, Ayrıca şöyle bilinir yan eksen,[3] kanat ucundan kanat ucuna bir uçaktan geçer. Bu eksen etrafında dönme denir Saha. Pitch, uçağın burnunun işaret ettiği dikey yönü değiştirir. asansörler perde için birincil kontrol yüzeyleridir.
Boyuna eksen
Boyuna eksen, uçağın içinden burundan kuyruğa geçer. Bu eksen etrafında dönme denir rulo.[3] Bu eksen etrafındaki açısal yer değiştirmeye banka denir.[4] Pilot, bir kanatta kaldırmayı artırıp diğerinde azaltarak yatış açısını değiştirir. Bu diferansiyel kaldırma, uzunlamasına eksen etrafında dönmeye neden olur. kanatçıklar bankanın birincil kontrolüdür. dümen ayrıca banka üzerinde ikincil bir etkiye sahiptir.
Dikey eksen
Dikey eksen, bir uçağın içinden yukarıdan aşağıya geçer. Bu eksen etrafında dönme denir yaw.[3] Yaw, uçağın burnunun işaret ettiği yönü sola veya sağa değiştirir. Sapmanın birincil kontrolü dümenle yapılır. Kanatçıkların ayrıca sapma üzerinde ikincil bir etkisi vardır.
Bu eksenlerin uçakla birlikte hareket ettiğine ve uçak hareket ettikçe dünyaya göre değiştiğine dikkat etmek önemlidir. Örneğin, sol kanadı aşağı bakan bir uçak için, "dikey" ekseni yere paralelken, "enine" ekseni yere diktir.
Ana kontrol yüzeyleri
Ana kontrol yüzeyleri Sabit kanatlı uçak menteşeler veya paletler üzerinde gövdeye tutturulur, böylece hareket edebilir ve böylece üzerlerinden geçen hava akımını saptırabilir. Hava akımının bu yeniden yönlendirilmesi, düzlemi ilişkili eksen etrafında döndürmek için dengesiz bir kuvvet oluşturur.
Kanatçıklar
Kanatçıklar kanat uçlarına yakın her kanadın arka kenarına monte edilir ve zıt yönlerde hareket eder. Pilot hareket ettiğinde Çubuk sol kanatçık veya tekerleği saat yönünün tersine çevirir, sol kanatçık yukarı çıkar ve sağ kanatçık aşağı iner. Yükseltilmiş bir kanatçık, o kanattaki kaldırmayı azaltır ve alçaltılmış olan, kaldırma kuvvetini artırır, bu nedenle, çubuğu sola doğru hareket ettirmek, sol kanadın düşmesine ve sağ kanadın yükselmesine neden olur. Bu, uçağın sola kaymasına ve sola dönmeye başlamasına neden olur. Çubuğun ortalanması, kanatçıkları boşa döndürerek yatış açısı. Uçak, ters kanatçık hareketi düz uçmak için yatış açısını sıfıra döndürene kadar dönmeye devam edecektir.
Asansör
asansör hareketli bir parçasıdır yatay sabitleyici yatay kuyruğun sabit kısmının arkasına menteşelidir. Asansörler birlikte yukarı ve aşağı hareket eder. Pilot çubuğu geriye doğru çektiğinde asansörler yukarı çıkar. Çubuğun öne doğru itilmesi asansörlerin aşağı inmesine neden olur. Yükseltilmiş asansörler kuyruğu aşağı iter ve burnun yukarı çıkmasına neden olur. Bu kanatların daha yükseğe uçmasını sağlar saldırı açısı, daha fazla artış ve daha fazlasını sağlar sürüklemek. Çubuğun ortalanması, asansörleri boş konuma getirir ve perde değişikliğini durdurur. Gibi bazı uçaklar MD-80, kullanın servo sekmesi ana yüzeyi aerodinamik olarak yerine getirmek için asansör yüzeyinin içinde. Kontrol sekmesinin hareket yönü bu nedenle ana kontrol yüzeyinin tersi yönde olacaktır. Bu nedenle bir MD-80 kuyruk 'bölünmüş' bir asansör sistemine sahip gibi görünüyor.
İçinde kanard aranjmanı asansörler bir ön düzlemin arkasına menteşelenir ve ters yönde hareket eder, örneğin pilot sopayı geri çektiğinde asansörler aşağı inerek öndeki kaldırmayı arttırır ve burnu yukarı kaldırır.
Dümen
dümen tipik olarak ürünün arka kenarına monte edilir Dikey sabitleyici, bir bölümü imparatorluk. Pilot sol pedala bastığında, dümen sola sapar. Sağ pedala basmak dümenin sağa dönmesine neden olur. Dümenin sağa döndürülmesi kuyruğu sola iter ve burnun sağa doğru savrulmasına neden olur. Dümen pedallarının ortalanması, dümeni boşa döndürür ve sapmayı durdurur.
Kontrollerin ikincil etkileri
Kanatçıklar
Kanatçıklar öncelikle ruloyu kontrol eder. Kaldırma artırıldığında, indüklenmiş sürükleme ayrıca artar. Çubuk uçağı sola döndürmek için sola hareket ettirildiğinde, sağ kanatçık alçalır, bu da sağ kanattaki kaldırma kuvvetini ve dolayısıyla sağ kanatta indüklenen sürüklemeyi artırır. Kanatçık kullanma nedenleri ters sapma yani uçağın burnu kanatçık uygulamasının tersi yönde yalpalar. Kanatları yatırmak için çubuğu sola hareket ettirirken, ters sapma uçağın burnunu sağ. Ters sapma, planör gibi uzun kanatlı hafif uçaklar için daha belirgindir. Dümen ile pilot tarafından karşılanır. Diferansiyel kanatçıklar Aşağı giden kanatçık yukarı doğru hareket eden kanatçıktan daha az sapacak ve ters sapmayı azaltacak şekilde teçhiz edilmiş kanatçıklardır.
Dümen
Dümen, genellikle çubuktan ziyade pedallarla kontrol edilen temel bir kontrol yüzeyidir. Sapmayı kontrol etmenin birincil aracıdır - bir uçağın dikey ekseni etrafında dönüşü. Dümen ayrıca, dönüş kontrol yüzeylerinin ürettiği ters sapmaya karşı etki etmesi için de çağrılabilir.
Dümen düz uçuşta sürekli olarak uygulanırsa, uçak başlangıçta uygulanan dümen yönünde yalpalanacaktır - dümenin birincil etkisi. Birkaç saniye sonra, uçak sapma yönünde yatma eğiliminde olacaktır. Bu, başlangıçta sapma yönünün tersine kanadın artan hızından ve diğer kanadın azalan hızından kaynaklanır. Daha hızlı olan kanat daha fazla kaldırma sağlar ve böylece yükselir, diğer kanat ise daha az kaldırma kuvveti oluşturduğu için aşağı inme eğilimindedir. Dümen uygulamasının devam etmesi, hava akışına belirli bir açıyla uçan uçak, ön kanada doğru kayarak dönme eğilimini sürdürür. Bir uçakta sağ dümen uygularken dihedral sol el kanadının hücum açısı artmış ve sağ taraftaki kanadın hücum açısı azaltılmış ve bu da sağa doğru yuvarlanmaya neden olacaktır. Bir uçak özşekilsiz Dümenin bu etkisi, kanat tasarımına yeterli iki yüzlü veya çok yüzlü dahil edilirse, kanatçıklar gibi birincil yalpalama kontrolünün tamamen ihmal edilebileceği model uçaklarda yaygın olarak kullanılır.
Uçağı çevirmek
Bir tekneyi döndürmenin aksine, bir uçağın yönünü değiştirmek normalde dümen yerine kanatçıklarla yapılmalıdır. Dümen uçağı döndürür (yalpalar) ancak seyahat yönü üzerinde çok az etkiye sahiptir. Uçakta, yön değişikliği, kanatlara etki eden yatay kaldırma bileşeninden kaynaklanır. Pilot, uçağı dönüşe yuvarlayarak, kanatlara dik olan kaldırma kuvvetini istenilen dönüş yönünde yatırır. Yatış açısı arttıkça, kaldırma kuvveti iki bileşene ayrılabilir: biri dikey, diğeri yatay etki.
Toplam kaldırma sabit tutulursa, kaldırmanın dikey bileşeni azalacaktır. Uçağın ağırlığı değişmediğinden, bu, karşı konulmazsa uçağın alçalmasına neden olur. Düz uçuşu korumak için hücum açısını artırmak, üretilen toplam kaldırmayı artırmak ve kaldırma dikey bileşenini uçağın ağırlığına eşit tutmak için artırılmış pozitif (yukarı) asansör gerektirir. Bu sonsuza kadar devam edemez. Toplam Yük faktörü seviye uçuşunu sürdürmek için gerekli doğrudan yatış açısı ile ilgili. Bu, belirli bir hava hızı için, düz uçuşun yalnızca belirli bir yatış açısına kadar sürdürülebileceği anlamına gelir. Bu yatış açısının ötesinde, uçak hızlanarak ahır Pilot, uçuş seviyesini korumak için yeterli kaldırma kuvveti oluşturmaya çalışırsa.
Alternatif ana kontrol yüzeyleri
Bazı uçak konfigürasyonlarının standart olmayan birincil kontrolleri vardır. Örneğin, stabilizatörlerin arkasındaki asansörler yerine, tüm kuyruk düzlemi açıyı değiştirebilir. Bazı uçaklarda V şeklinde kuyruk ve bunların arkasındaki hareketli parçalar, asansör ve dümen işlevlerini birleştirir. Delta kanat uçakta olabilir "yükseltiler "asansörlerin ve kanatçıkların işlevlerini birleştiren kanadın arkasında.
İkincil kontrol yüzeyleri
Spoiler
Düşük sürtünmeli uçaklarda yelkenli uçaklar, spoiler kanat üzerindeki hava akışını kesmek ve kaldırma kuvvetini büyük ölçüde azaltmak için kullanılır. Bu, bir planör pilotunun aşırı hız kazanmadan irtifa kaybetmesine izin verir. Spoiler bazen "kaldırma damperleri" olarak adlandırılır. Asimetrik olarak kullanılabilen spoiler denir Spoiler ve bir uçağın dönüşünü etkileyebilir.
Flaplar
Flaplar her kanadın iç kısmındaki arka kenara (kanat köklerinin yakınına) monte edilir. Kanadın efektif eğriliğini artırmak için aşağı doğru döndürülürler. Flaplar yükseltir maksimum kaldırma katsayısı uçağın durmasına neden olur ve bu nedenle durma hızını azaltır.[5] Düşük hızda, iniş için kalkış ve iniş dahil olmak üzere yüksek saldırı açılı uçuş sırasında kullanılırlar. Bazı uçaklarda "flaperonlar ", daha yaygın olarak" içten kanatçıklar "olarak adlandırılır[kaynak belirtilmeli ]. Bu cihazlar esas olarak kanatçık olarak işlev görür, ancak bazı uçaklarda, kanatlar açıldığında "sarkar", böylece hem kanatçık hem de yuvarlanma kontrollü iç kanatçık olarak işlev görür.
Çıtalar
Çıtalar, Ayrıca şöyle bilinir öncü cihazlar, kaldırma kuvvetlendirmesi için bir kanadın ön tarafındaki uzantılardır ve kanat üzerindeki hava akışını değiştirerek stalling hızını düşürmeyi amaçlamaktadır. Çıtalar sabit veya geri çekilebilir olabilir - sabit çıtalar (örn. Fieseler Fi 156 Storch ) mükemmel yavaş hız sağlar ve STOL yetenekler, ancak daha yüksek hız performansından ödün verir. Çoğu yolcu uçağında görüldüğü gibi, geri çekilebilir çıtalar, kalkış ve iniş için düşük durma hızı sağlar, ancak seyir için geri çekilir.
Hava frenleri
Sürtünmeyi artırmak için havalı frenler kullanılır. Spoiler, havalı fren görevi görebilir, ancak aynı zamanda kaldırma damperleri olarak veya bazı durumlarda yuvarlanma kontrol yüzeyleri olarak da işlev gördüklerinden, saf havalı frenler değildir. Havalı frenler genellikle form sürüklenmesini artırmak için gövdeden dışarıya doğru (çoğu durumda karşıt taraflarda simetrik olarak) hava akımına sapan yüzeylerdir. Çoğu durumda uçağın başka bir yerinde bulundukları için, kanadın ürettiği kaldırmayı doğrudan etkilemezler. Amaçları uçağı yavaşlatmaktır. Yüksek bir alçalma hızı gerektiğinde özellikle yararlıdırlar. Yüksek performanslı askeri uçaklarda ve sivil uçaklarda, özellikle ters itme kabiliyetine sahip olmayanlarda yaygındır.
Kırpma yüzeylerini kontrol edin
Kırpma kontrolleri, bir pilotun kanatlar tarafından üretilen kaldırma ve sürüklemeyi dengelemesine ve geniş bir yük ve hava hızı aralığında yüzeyleri kontrol etmesine izin verir. Bu, istenen bir uçuşu ayarlamak veya sürdürmek için gereken çabayı azaltır tavır.
Asansör döşeme
Asansör trimi, uçağı dengelemek için kuyrukta doğru aerodinamik kuvveti korumak için gereken kontrol kuvvetini dengeler. Belirli uçuş egzersizleri yapılırken, istenen hücum açısını korumak için çok fazla düzeltme gerekebilir. Bu esas olarak yavaş uçuş, burun yukarı tutumunun gerekli olduğu durumlarda, kuyruk düzleminin güçlü bir bastırma kuvveti uygulamasına neden olan çok fazla trim gerektiriyor. Asansör trimi, kuyruk üzerindeki hava akışının hızı ile ilişkilidir, bu nedenle uçaktaki hava hızı değişiklikleri yeniden düzeltmeyi gerektirir. Uçak için önemli bir tasarım parametresi, uçağın düz uçuş için trimlendiğinde stabilitesidir. Rüzgar veya türbülans gibi herhangi bir rahatsızlık kısa bir süre içinde sönümlenecek ve uçak, uçuş trimlenmiş hızına geri dönecektir.
Kuyruk düzleminin kırpılması
Çok hafif uçaklar haricinde, asansörlerdeki trim tırnaklar istenen kuvveti ve hareket aralığını sağlayamaz. Uygun trim kuvvetini sağlamak için, tüm yatay kuyruk düzlemi eğim açısından ayarlanabilir hale getirilir. Bu, pilotun, asansörlerden sürüklenmeyi azaltırken, kuyruk düzleminden tam olarak doğru miktarda pozitif veya negatif kaldırmayı seçmesine olanak tanır.
Kontrol kornası
Kontrol kornası, kontrol yüzeyinin pivot noktasının önüne uzanan bir bölümüdür. Yüzeyin sapmasını artırma eğiliminde olan bir kuvvet üretir, böylece pilotun yaşadığı kontrol basıncını azaltır. Kontrol boynuzları ayrıca bir karşı ağırlık kontrolün dengelenmesine ve engellenmesine yardımcı olan çırpınan hava akımında. Bazı tasarımlar, ayrı titreşim önleyici ağırlıklara sahiptir.
(Radyo kontrollü model uçakta "kontrol kornası" terimi farklı bir anlama sahiptir.)[6][7]
Yaylı döşeme
En basit düzenlemede, düzeltme mekanik olarak yapılır. ilkbahar (veya tampon lastiği ) pilotun kontrol girdisini artırmak için uygun gücü ekler. Yay, pilotun uygulanan yay kuvvetini ayarlamasına izin vermek için genellikle bir asansör trim koluna bağlanır.
Dümen ve kanatçık trimi
Çoğu sabit kanatlı hava taşıtının üzerinde trim kontrol yüzeyi bulunur. asansör ancak daha büyük uçakların dümen için ve kanatçıklar için de bir trim kontrolü vardır. Dümen trimi, motorlardan gelen her türlü asimetrik itişi karşılamak içindir. Kanatçık trimi, ağırlık merkezi uçak merkez hattından çıkarıldı. Bunun nedeni, bir yakıt deposunun diğerinden daha fazla yakıt içermesi gibi, uçağın bir tarafına diğerine kıyasla daha fazla yakıt veya bir faydalı yük öğesi yüklenebilir.
Ayrıca bakınız
- Uçak motoru kontrolleri
- Uçak uçuş kontrol sistemleri
- Uçak uçuş mekaniği
- Devre dışı bırakılmış kontrollerle uçuş
- Gemi hareketleri
- Altı derece özgürlük
- V-kuyruk
- Kanat eğrilmesi
Notlar
- ^ Patentler
- ABD Patenti 821.393 — Uçuş aracı - O. ve W. Wright
- ABD Patenti 821.393 — USPTO grafik eklentisi olmayanlar için
- ^ *100 yıllık uçuş Arşivlendi 2008-05-05 Wayback Makinesi - Wilbur Wright'ın bir karton kutu kullanarak kanat eğriltme icatının resmi
- ^ a b c "MISB Standardı 0601" (PDF). Hareket Görüntüleme Standartları Kurulu (MISB). Alındı 1 Mayıs 2015. Ayrıca şurada Dosya: MISB Standardı 0601.pdf.
- ^ Clancy, L.J. Aerodinamik, Bölüm 16.6
- ^ Clancy, L.J. Aerodinamik Bölüm 6
- ^ "Servo Kontrolü"
- ^ Model Uçak: kontrol kornası SSS Arşivlendi 2013-05-13 at Wayback Makinesi
Referanslar
- Özel Pilot Kılavuzu; Jeppesen Sanderson; ISBN 0-88487-238-6 (ciltli, 1999)
- Uçak Uçan El Kitabı; ABD Ulaştırma Bakanlığı, Federal Havacılık İdaresi, FAA-8083-3A. (2004)
- Clancy, L.J. (1975) Aerodinamik Pitman Publishing Limited, Londra ISBN 0-273-01120-0
Dış bağlantılar
- BMFA tarafından model uçak uçuş kontrollerinin net bir açıklaması
- Nasıl Uçtuğunu Görün John S. Denker tarafından. Uçuş algıları, prosedürleri ve ilkelerinde yeni bir dönüş.