Органы путевого управления

В качестве органов путевого управления и стабилизации используется как правило однокилевое вертикальное оперение с рулем направления. Лишь в частных случаях (например, при наружной перевозке крупногабаритных грузов) на транспортных самолетах

устанавливается двухкилевое вертикальное оперение.

Эффективность вертикального оперения зависит от многих факторов: его геометрии, подфюзеляжной части, расположения горизонтального оперения, крыла и др.

Существенное влияние на работу вертикального оперения оказывает изменение угла атаки. При увеличении угла атаки с фюзеляжа сходит вихревая пелена, которая приводит к образованию двух вихрей с противоположным направлением вращения. С возраста­нием угла атаки срыв потока с фюзеляжа усиливается и интенсив­ность * вихрей возрастает. При наличии угла скольжения вихри располагаются несимметрично, что приводит к перераспределению истинных углов скольжения. Этот эффект в свою очередь приводит к перераспределению нагрузки по высоте вертикального оперения.

Как видно из представленной на рис.5.24 зависимости боковой силы сечения вертикального оперения по его высоте, увеличение угла атаки до а = 20° приводит к существенному возрастанию боковой силы в верхней части вертикального оперения (благоприятный боковой скос) и к уменьшению нагрузки в нижней части (неблагоприятный боковой скос). При этом нагрузка в корневых сечениях вертикального оперения может менять знак. Наличие крыла смягчает эти процессы, однако общая тенденция уменьшения нагрузки в корневых сечениях сохраняется, что приводит к уменьшению эффективности вертикального оперения по углам атаки. Отсюда можно сделать вывод: менее подвержено влиянию угла атаки^оперение, имеющее большее удлинение и меньшее сужение.

Для вертикального оперения удлинение определяется как отношение квадрата высоты к площади вертикального оперения. Как показали исследования, влияние удлинения весьма существенно: при увеличении удлинения вдвое (от Л = 1 до А —2) эффективность вертикального оперения в данном примере возрастает в 1,5 раза. Ограничением в увеличении удлинения вертикального оперения является его масса.

Положение горизонтального оперения по высоте также влияет на эффективность вертикального оперения. При этом определенное влияние оказывает и положение крыла. Из приведенного на рис.5.25

от удлинения веретикального оперения. При малых удлинениях порядка А=0,9—1,0 увеличение стреловидности В. О. ДО Яво=45° практически не сказывается на его эффективности, а при удлинениях свыше Я =

1.4 эффективность в. о. начинает уменьшаться уже при угле стреловидности яэо~30°(рис.5,26)

Основным органом путевого управления является руль направ­ления. Для увеличения надежности системы управления руль направления обычно конструктивно выполняется из двух секций. Исследования показывают, что руль сохраняет эффективность до максимальных углов отклонения, равных 30°, при различных углах скольжения. Эффективность руля направления незначительно меняется при изменении числа М в эксплуатационном диапазоне скоростей.

Шарнирные моменты руля направления, также как и других рулевых поверхностей (руля высоты, элеронов), зависят от площади и формы осевой компенсации.

Шарнирные моменты руля направления зависят от угла отклонения руля и от угла скольжения Характерной особенностью шарнирных моментов руля направления с большой осевой компенсацией является уменьшение и в ряде случаев обращение знака коэффициента шарнирного момента при больших и взаимно противоположных по знаку углах отклонения руля направления & н и угла скольжения Д (рис.5.27).

Эффективным средством уменьшения шарнирных моментов наряду с осевой компенсацией является сервокомпенсация (рис.5.28). Преимуществом кинематической сервокомпенсации является возможность за счет изменения передаточного отношения угла

отклонения сервокомпенсатора к углу отклонения руля,

менять шарнирные моменты органов управления, доводить их в полете не затрагивая форму органов управления (например форму и величину, осевой компенсации).

Сервокомпенсация, как правило, сочетается с осевой компенсаци­ей.