Sabitleyici (havacılık) - Stabilizer (aeronautics)

Airbus A380 yolcu uçağında dikey ve yatay stabilizatör üniteleri

Bir uçak stabilizatörü , boylamasına (eğim) ve / veya yönlü (sapma) stabilite ve kontrol sağlayan , tipik olarak bir veya daha fazla hareketli kontrol yüzeyini içeren bir aerodinamik yüzeydir . Bir stabilizatör, herhangi bir hareketli kontrol yüzeyinin menteşelendiği sabit veya ayarlanabilir bir yapıya sahip olabilir veya kendisi bir stabilatör gibi tamamen hareketli bir yüzey olabilir . Bağlama bağlı olarak, "dengeleyici" bazen tüm yüzeyin sadece ön kısmını tanımlayabilir.

Geleneksel uçak yapılandırmada, dikey (fin) ve yatay (ayrı yatay kuyruk ) stabilize edici bir formu Gövdesini uçağın kuyruk konumlanabilir. V-kuyruk konfigürasyonu gibi impenajın diğer düzenlemeleri, uzunlamasına ve yönlü stabilizasyon ve kontrolün bir kombinasyonuna katkıda bulunan stabilizatörlere sahiptir.

Kanard , tandem kanat ve kuyruksuz uçaklar dahil olmak üzere diğer kanat konfigürasyonları ile boyuna stabilite ve kontrol elde edilebilir .

Bazı uçak türleri elektronik uçuş kontrolü ile stabilize edilir ; bu durumda, uçak boyunca herhangi bir yerde bulunan sabit ve hareketli yüzeyler, aktif hareket amortisörleri veya dengeleyiciler olarak hizmet edebilir.

Yatay stabilizatörler

Bir Boeing 737 , gerekli adım düzeltme kuvvetlerini sağlamak için bir kriko ile hareket ettirilen ayarlanabilir bir dengeleyici kullanır. Genel dengeleyici gösterilmiştir.

Uçağı uzunlamasına dengede tutmak için yatay bir dengeleyici kullanılır veya trim : belirli bir mesafede dikey bir kuvvet uygular, böylece ağırlık merkezi etrafındaki eğim momentlerinin toplamı sıfır olur. Stabilizatörün uyguladığı dikey kuvvet, uçuş koşullarına göre, özellikle hem basınç merkezinin konumunu etkileyen uçak kaldırma katsayısına ve kanat kanatlarının sapmasına hem de uçağın ağırlık merkezinin konumuna (uçakla birlikte değişir) göre değişir. yükleme ve yakıt tüketimi). Transonik uçuş, yatay stabilizatörlerde özel taleplerde bulunur; Kanat üzerindeki havanın yerel hız ulaştığında ses hızına yoktur basınç merkezinin kıç ani hamle .

Yatay stabilizatörün bir başka rolü, boylamasına statik stabilite sağlamaktır . Stabilite yalnızca araç trim halindeyken tanımlanabilir; uçağın rahatsız edildiğinde budanmış duruma dönme eğilimini ifade eder. Bu , pilottan aktif girdi olmaksızın, hava akımına göre değişmeyen eğim açısı ile sabit bir uçak tutumunu korur . Konvansiyonel kanatlı bir uçağın statik stabilitesini sağlamak, uçağın ağırlık merkezinin basınç merkezinin önünde olmasını gerektirir, bu nedenle uçağın arkasına yerleştirilen bir dengeleyici, aşağı yönde asansör üretecektir.

Asansör zift ekseni kontrol edilmesine hizmet etmektedir; tamamen hareketli bir kuyruk olması durumunda , tüm tertibat bir kontrol yüzeyi görevi görür.

Kanat dengeleyici etkileşimi

Kaldırma oluşumuyla ilişkili yukarı ve aşağı akım , kanat ve dengeleyici arasındaki aerodinamik etkileşimin kaynağıdır ve bu , her yüzey için etkili hücum açısında bir değişikliğe dönüşür . Kanadın kuyruk üzerindeki etkisi, zıt etkiden çok daha önemlidir ve Prandtl kaldırma hattı teorisi kullanılarak modellenebilir ; bununla birlikte, birden çok yüzey arasındaki etkileşimin doğru bir tahmini için bilgisayar simülasyonları veya rüzgar tüneli testleri gerekir.

Yatay sabitleyici konfigürasyonları

Geleneksel kuyruk düzlemi

Bir Embraer 170'in ayarlanabilir yatay sabitleyici, burun yukarı ve burun aşağı trim açılarını gösteren işaretler

Geleneksel konfigürasyonda, yatay stabilizatör, uçağın arkasına yerleştirilmiş küçük bir yatay kuyruk veya kuyruk düzlemidir . Bu en yaygın konfigürasyondur.

Birçok uçakta, arka düzlem düzeneği, menteşeli bir arka yükseltici yüzeyi ile donatılmış sabit bir yüzeyden oluşur . Trim tırnakları pilot giriş kuvvetlerini azaltmak için kullanılabilir; tersine böyle küçük uçaklar gibi bazı durumlarda, tüm hareket eden stabilizatör , anti-servo sekmeleri bu güçleri artırmak için kullanılır.

Çoğu yolcu uçağı ve nakliye uçağı , bağımsız olarak hareket eden asansörlerle birleştirilen büyük, yavaş hareket eden, kırpılabilir bir kuyruk düzlemine sahiptir. Asansörler, pilot veya otopilot tarafından kontrol edilir ve esas olarak uçağın tutumunu değiştirmeye hizmet ederken, tüm montaj, uçağı eğim ekseninde dengelemek (yatay statik dengeyi sağlamak) ve stabilize etmek için kullanılır.

Birçok süpersonik uçakta , tüm yüzeyin ayarlanabildiği, sabitleyici olarak da adlandırılan , tümüyle hareket eden bir kuyruk tertibatı bulunur .

Geleneksel konfigürasyondaki varyantlar arasında T-kuyruk , Cruciform kuyruk , İkiz kuyruk ve İkiz bomla monte edilmiş kuyruk bulunur .

Üç yüzeyli uçak

Piaggio P.180 Avanti veya Scaled Composites Triumph ve Catbird gibi üç yüzeyli uçak , kuyruk düzlemi, geleneksel uçaklarda olduğu gibi bir dengeleyicidir; ön düzlem veya kanard olarak adlandırılan ön düzlem, kaldırma sağlar ve bir dengeleme yüzeyi olarak hizmet eder.

Curtiss AEA June Bug veya Voisin 1907 çift kanatlı uçağı gibi bazı eski üç yüzeyli uçaklar, "asansör" veya bazen "stabilizatör" olarak adlandırılan ek bir ön eğim kontrol yüzeyine sahip geleneksel düzendeydi. Asansörler olmadığı için, bu uçakların kuyruk uçakları artık geleneksel dengeleyiciler olarak adlandırılan şey değildi. Örneğin, Voisin, ne dengeleyici ne de esasen kalkan bir ön plana sahip bir tandem kaldırma düzeniydi (ana kanat ve arka kanat); bir "denilen équilibreur " ( "dengeleyici") ve bir hatve kontrol ve kesme yüzeyi olarak kullanılır.

Canard uçağı

In uydurma yapılandırması , küçük kanat ya foreplane , ana kanadın önünde yer almaktadır. Bazı yazarlar bunu bir dengeleyici olarak adlandırır veya ön plana tek başına dengeleyici bir rol verir, ancak eğim kararlılığı söz konusu olduğunda, ön düzlem genellikle dengesizleştirici bir yüzey olarak tanımlanır, ana kanat eğimde dengeleme momentini sağlar.

Doğal olarak dengesiz uçakta, kanard yüzeyleri yapay denge sisteminin aktif bir parçası olarak kullanılabilir ve bazen yatay dengeleyiciler olarak adlandırılır.

Kuyruksuz uçak

Kuyruksuz uçakların ayrı bir yatay dengeleyicisi yoktur. Kuyruksuz bir uçakta, yatay stabilize edici yüzey ana kanadın bir parçasıdır. Kuyruksuz uçaklarda uzunlamasına stabilite , uçağın aerodinamik merkezi ağırlık merkezinin arkasında olacak şekilde tasarlanarak elde edilir . Bu genellikle kanat tasarımını değiştirerek, örneğin yayılma yönündeki geliş açısını değiştirerek (kanat yıkanması veya bükülmesi ) veya yansıtılmış kamber kanatları kullanılarak yapılır.

Dikey stabilizatörler

Dikey bir dengeleyici, yön (veya sapma ) kararlılığı sağlar ve genellikle sabit bir kanatçık ve arka kenarına menteşelenmiş hareketli kontrol dümeni içerir . Daha az yaygın olarak, menteşe yoktur ve tüm kanat yüzeyi hem stabilite hem de kontrol için döndürülür.

Bir uçak yatay bir rüzgârla karşılaştığında, rota dengesi, uçağın aynı yöne dönmek yerine rüzgara dönmesine neden olur.

Gövde geometrisi, motor naselleri ve dönen pervanelerin tümü, yanal statik dengeyi etkiler ve dengeleyicinin gerekli boyutunu etkiler.

Her uçakta dikey sabitleyici bulunmaz. Bunun yerine kanat süpürme ve dihedral benzer derecede yön dengesi sağlayabilirken, yön kontrolü genellikle uçağın döndürüleceği uçağın yan tarafına ya spoiler ya da bölünmüş kanatçıklar şeklinde sürtünme eklenerek gerçekleştirilir.

Tailless yönlü stabilizasyon ve kontrol

Dikey dengeleyicinin kullanılması en yaygın olanı olmasına rağmen, ayrı bir dikey dengeleyici olmadan yön kararlılığı elde etmek mümkündür. Bu kanat olduğunda oluşur geri süpürüldü üzerinde örneğin, ve bazı durumlarda Rogallo kanat sıklıkla kullanılan deltakanadı , hiçbir yüzgeci gerekli olduğunu vasıtası.

  • İstikrar. Süpürülmüş bir kanat yalpalamada döndürüldüğünde, dış kanat taraması azalır, böylece sürükleme artar, iç kanat taraması artar ve sürükleme azalır. Sürükleme dağılımındaki bu değişiklik bir geri yükleme anı yaratır.
  • Kontrol. Sapma kontrolünü elde etmenin bir yolu, sürüklemeyi doğrudan etkilemek için diferansiyel hava frenini kullanmaktır. Bu teknik, Northrop Grumman B-2 uçan kanatta olduğu gibi Elektronik uçuş kontrollerine uygundur .

Kombine boylamasına - yönlü stabilizatörler

Bazı uçaklarda, yatay ve dikey dengeleyiciler, V-kuyruk adı verilen bir çift yüzeyde birleştirilir . Bu düzenlemede, iki stabilizatör (kanatçıklar ve dümenler) birbirine 90 - 120 ° açıyla monte edilir ve geleneksel kuyrukların çoğunda olduğu gibi dikey olandan daha büyük bir yatay projeksiyon alanı sağlar. Hareketli kontrol yüzeyleri daha sonra dümen sunucuları olarak adlandırılır . V-kuyruğu böylece hem bir yalpalama hem de adım dengeleyici olarak işlev görür.

V-kuyruk konfigürasyonunun, ıslanan kuyruk alanında önemli bir azalmaya yol açabileceği görünse de, kontrol-çalıştırma karmaşıklığındaki bir artışın yanı sıra iki yüzey arasındaki karmaşık ve zararlı aerodinamik etkileşimden muzdariptir. Bu genellikle toplam alanda, orijinal faydayı azaltan veya olumsuzlayan bir büyütme ile sonuçlanır. Beechcraft Bonanza hafif uçak orjinal olarak V-kuyruk ile dizayn edilmiştir.

Diğerleri birleşik düzenler mevcuttur. MQ-1 Predator insansız uçakları bir sahiptir ters V-kuyruk . Kuyruk yüzeyleri Lockheed XFV karşı tarafa gövde boyunca yayılmış yüzeylerin bir V kuyruk olarak tarif edilebilir. LearAvia Lear Fan bir vardı Y-kuyruk . Kuyruk dihedral açısına sahip tüm ikiz kuyruk düzenlemeleri, uzunlamasına ve yönlü stabilizasyonun bir kombinasyonunu sağlayacaktır.

Notlar

Referanslar

Dış bağlantılar