Can en pendulstabilisator för flygplan verkligen fungerar?

En pendel kan användas för att känna (genomsnittlig) tonhöjd. Dampning skulle krävas för att undvika oscillationer. Men vad skulle då vara? Jag förstår att målet var en säker angreppsvinkel. En enkel förinställning av hissen skulle helt enkelt uppnå det.

Pendeln kan inte fungera för rullning. Ett banat plan följer en kurva. Summan av krafterna kommer att vara vinkelrätt mot vingarna. Endast förändringar i rullhastigheten påverkar pendeln, vilket inte är användbart för en enkel mekanisk styrinställning. (Tänk dig att du sitter i ett flygplan, långt ifrån ett fönster. Du kan känna start och slut på rullen, men inte själva rullan).

    

Nej, en pendul skulle inte fungera, för det mesta eftersom det skulle vara för känsligt för falska accelerationer. Föreställa sig ett sådant system i turbulens, skulle pendeln börja svänga runt och skulle skapa oförutsägbara kontrollingångar som skulle behöva dämpas av piloterna.

Mekaniskt skulle du behöva ha en pendelarm så länge som möjligt, det skulle ta upp mycket utrymme du hellre skulle använda för andra saker som passagerare. Det skulle också troligen vara ganska tungt, vilket skulle minska användbar belastning.

Slutligen finns det mycket bättre system där ute. Varför skulle du använda en tung, skrymmande mekanisk pendel för en axel när du i dag kan köpa en sång och dans 3 axel autopilot på ett enda chip med redundanta laserringgyros, accelerometrar och GPS?

    

Wrights automatiska stabilisator använde endast en pendel för kontroll av valsaxeln. Kontrollen av tonhöjdsaxeln baserades på en vingar för att känna vinkeln för attack. När det gäller valsaxeln ger en pendel samma information som en glidkula (även om en pendel är mindre dämpad och mer benägen att oönskade svängningar). I allmänhet, när ett flygplan är bankat, tenderar det att sidoslipa. Närmare bestämt, när ett flygplan är bankat, sträcker sig flygbana och som ett resultat tenderar utombordningsvinget att uppleva mer drag än inombordsvinget, så att näsan tenderar att peka mot utsidan av vridningen, såvida inte roret avböjes som behövs för att förhindra detta. Den resulterande sidleda luftflödet över flygplanet skapar en aerodynamisk sidolast som tenderar att förskjuta en glidkula mot den låga vingen och en pendel. Således är principen att använda en pendel för rullkontroll styrd teoretiskt, baserat på förhållandet mellan bankvinkel och sideslip. Detta förhållande mellan bankvinkel och sideslip är också kärnan till varför dihedral tenderar att rulla ett flygplan mot vingsnivån - utan sidoslip, skulle dihedral generera inget vridmoment oberoende av vinkeln.

Det verkar som att Wrights kunde ha använt en skovla för att känna sideslip direkt istället för en pendel.

Det verkar också som att Wrights stabilisationssystem kan fungera bäst på flygplan med motroterande propellrar, där störande faktorer som p-faktor elimineras. Stabiliseringssystemet visades emellertid ursprungligen på allmänheten på Wright Model E med en propeller - se länk

Relationen mellan bankvinkel och sidoslip är subtil nog att varken en pendel eller en glidboll - eller för den delen, en gängsträng eller annan sideslip-sensor - skulle göra ett praktiskt molnflygande hjälp, även om man talar strängt i förhållande till rollaxeln ensam, förutom kanske i de absolut mest idealiska förhållandena. I mycket jätte luft kan det vara möjligt att få lite meningsfull information från en glidboll eller pendel eller gängsträng när du flyger blind om piloten använder vissa okonventionella kontrollingångar - kanske de bästa resultaten kan erhållas genom att begränsa aileronböjningarna till extremt små vinklar, samtidigt som roret centreras. Andra liknande variationer på samma tema kommer också i åtanke. Det här är inte något som kan rekommenderas som en praktisk teknik i den verkliga världen.

Observera att ett system med blindflygning som använder glidbollen i kombination med ett eller flera gyroinstrument verkar på helt olika principer än vad som beskrivs ovan, även om - som i föråldrade och förvirrande "1-2- 3 "system med blindflygning - piloten instrueras att använda bollen som den primära guiden till sina aileron-ingångar. Se Langewiesche's "Stick and Rudder" för kommentar till den här antika metoden för blindflygning.