Vad är meningen med att göra en kontrollyta, spela den delen av flera kontrollytor?

9

Till exempel är flaperons (flaps + ailerons) och elevons (hiss + ailerons) alla individuella kontrollytor men spelar rollerna på två olika kontrollytor. Vad är meningen med att skapa en enda kontrollyta, utför tvåfunktionernas funktioner?

    
uppsättning Madhav Sudarshan 22.05.2015 17:48

5 svar

0

Detta är spekulation, så ge den den trovärdighet som den förtjänar ....

Om den nödvändiga flygplanets prestanda dikterar ailerons att i huvudsak vara vingeens fulla längd (som i det plan du visade), kanske det inte finns tillräckligt med utrymme för att flikar också ska vara lika effektiva som behövs. Så lösningen är en kontrollyta som är tillräckligt lång för att tillgodose båda behoven.

    
svaret ges 22.05.2015 18:01
11

Flikar som bara sträcker sig över en del av vingen kommer att orsaka att hissen förändras huvudsakligen över den delen av vingen, vilket kommer att resultera i en hissfördelning över span som ligger långt ifrån elliptisk ideal när fliken är avböjd. Därför är det meningsfullt att flytta aileronsna i samma riktning, speciellt när de inombordiga flikarna är enkla camber-changing flaps.

För att ge en flygplansvingel stallegenskaper , bör planformen inte vara elliptisk, men vara" fullare "(= ha mer lokal ackord än den ideala ellipsen) vid vingtipsen. Med en elliptisk planform och en elliptisk lyftfördelning kommer den lokala lyftkoefficienten att vara identisk över hela vingen, och vindar kan lätt orsaka en lokal bås i en yttervinge i långsam flygning. Konsekvensen blir en okontrollerbar rulle som kan förstöra pilots dag när det sker nära marken. Därför är det bättre att lämna en viss marginal genom att öka lokal ackord och lägga till några utspolning mot tipsen.

Nu kommer denna vinge endast att ha en elliptisk fördelning vid en angreppsvinkel. Om angreppsvinkeln är högre kommer hissfördelningen att bli fylligare och om den är lägre än den "elliptiska" angreppsvinkeln, kommer någon hiss att saknas mot spetsarna. Båda förhållandena kommer att orsaka högre inducerad dra än nödvändigt. Flaps hjälp genom att justera lokal camber så att om de är rätt inställda, Den splinesvisa hissfördelningen kommer att vara mycket närmare det elliptiska idealet än utan flikar. Detta kräver att flapschemat gör större avböjningsändringar mot rotklockan - se några moderna inställningar med hög prestanda för gliderbyte och du kommer se vad jag menar: Flaperonerna kommer att ändra avböjningen mindre än de inbyggda flikarna. Detta har den extra fördelen att lämna mer marginal för aileronböjningar.

Detta är nackdelen med kombinerade kontrollytor: Det som behövs för en funktion är inte längre tillgänglig för den andra funktionen, eftersom det maximala användbara avböjningsområdet är begränsat.

För nitpickers: Vänligen förstå termen "elliptisk lyftfördelning" som "elliptisk cirkulationsfördelning". Då är allt bra.

    
svaret ges 22.05.2015 18:48
7

Flera bra skäl, beroende på planens utformning och avsikt:

  • Mekanisk enkelhet. I ditt fall av "flaperons", med en enda uppsättning kontrollytor minskar två saker antalet rörliga delar planet har. Enkelt är bäst; Ju enklare ditt flygplan, desto mindre kan gå fel (och ljusare är det, och när du försöker få någonting från marken, är lättvikt också bra).

  • Hållbarhet . Även om mekanisk enkelhet inte är så mycket av en oro, och hantverket har distinkta flikar och ailerons (i flera sektioner), gör aileronerna även reaktion på flikpositionen som stick / ok-inmatning kan hjälpa till att normalisera krafterna över vingen, vilket minskar skjuvmoment längs vingsspännen och andra spännade delar av vingen, vilket minskar risken för trötthet och misslyckande. Vissa kommersiella flyglinor, särskilt Boeing-mönster, har bakre vinge kontrollytor i tre sektioner; innersta är en uppsättning flerskiktiga flikar, då är i mitten "inombordare" som fungerar som ailerons vid kryssningshastighet men flikar vid start / landning, då "utombordare" som endast används vid låg hastighet.

  • Aerodynamik. Varje kvadratiskt tum av ytan på planet ökar dra. Konstruktioner som V-svans reducerar total yta genom att eliminera en hel kontrollyta och stabilisator från empennaget, med de övriga två som "rodervatorer". Denna Beechcraft V35 är känd som en mycket effektiv kryssare, särskilt vid höjdpunkten. Tyvärr har de också en dålig rap för ekorrekt beteende och en rad strukturella misslyckanden tidigt i produktionen, vilket leder till deras moniker av "Doctor Killers").

  • Stealth.YF-23,somförloradeATF-tävlingentillvadsomskullebliF-22Raptor,användeenliknanderoder-vator-konfigurationeftersomdenminskadeplanetensradartvärsnittjämförtmed22-taletsparallellahissar.Detresulterandeplanetvarfaktisktsmidigare(ochsnabbare)änRaptoren,menmindresmidig.

    B-2-anden har uppenbarligen ingen svans, så de primära kontrollytorna gör fyrdubbla plikt som ailerons, hissar, spoilers / luftbromsar och roder (genom att öppna luftbromsen på ena sidan eller den andra) . Farkosten har separata fliksystem, så de primära kontrollytorna är only "spoilaileruddervators":

  • Datorkontroll.F-16designadesmed"elevons" i stället för traditionella aileron / hiss kontroller av ett antal skäl, en av de främsta är att minska den komplexitet som krävs för F -16A: s ursprungliga analoga FLCC. De enda kontrollytorna på själva vingarna är bakkantsflikar som också är under FLCC-kontroll och förlängs i alla höga AOA-situationer. Delta-vingeflygplan utan kanter, som Mirage 2000, använder elevoner med nödvändighet (Rafale och Eurofighter använder canardhissar men kompletterar dem med höga hastigheter eller AOAs med elevonerna).

svaret ges 23.05.2015 00:19
4

Vidare spekulation: färre kontrollytor totalt sett innebär färre rörliga delar, mindre mekanisk komplexitet, mindre vikt, eventuellt mindre drag och så vidare.

Nackdelen är att styrsystemet måste tillåta att de kombinerade styrytorna styrs på ett sätt som är meningsfullt för en pilot. Detta kan göras mekaniskt, men i synnerhet i flygplan som är fly-by-wire ändå kombineras ingångarna i programvaran med nollvikt eller mekanisk komplexitetskostnad.

    
svaret ges 22.05.2015 18:47
2

Glider designers använder flaperons ofta eftersom ackordet är så smalt och vingepanelen så länge att vridarna måste spänna längden på vingen för att ha tillräcklig rollmyndighet. Detta lämnar inget utrymme för att lägga till flikar, så de är inkorporerade i aileronsna.

    
svaret ges 27.05.2015 02:15