Vad är den genomsnittliga aerodynamiska belastningen på en kontrollyta av ett flygplan med pendlarestorlek?

1

Jag gör en studie om hydraulisk pumpdimensionering av flygplan. För att kunna göra det måste jag veta storleken på en flygstyrningsmanövrerare och bestäm sedan det maximala flödet och trycket som ställdonet behöver.

Därför behöver jag veta hur mycket kraft som flygkontrollens yta behöver flyttas.

Vad är den genomsnittliga aerodynamiska belastningen på flygplansytan på ett flygplan med pendlarstorlek (10-20 passagerare)?

    
uppsättning Rahmat Ali Akbar 17.07.2018 09:00

2 svar

4

Jag tror att du inte vill veta lasten utan snarare gångjärnsmomentet av kontrollytor. Aktiveringsbelastningen är gångjärns-momentet dividerat med kontrollhornets längd. Nedan är en ganska dålig skiss för en typisk aileron-koppling, men principen är korrekt ( källa ):

Detvisarredanettpopulärtsättattminskakontrollkrafterna:Fliken,enlitenextrakontrollytasomrörsigmotden"riktiga" kontrollytan. Detta minskar effektiviteten lite, men styrker mycket. Här styrs mängden avböjning av fliken genom en fjäder i dess koppling, vilket är ett smart sätt att justera dess avböjning så att manövreringsstyrkan blir mer konstant över hastigheten.

Ett annat sätt att minska kontrollkrafterna är ett horn: En förlängning av ytan framåt av gångjärnslinjen, så de aerodynamiska belastningarna balanserar dem på ytan bakom gångjärnslinjen. Bilden nedan visar den vänstra ledaren av ATR-72 som flyttas genom mekanisk koppling (source )

Pådettasättbärshissbelastningarnapåstyrytanmestadelsavgångjärnetochendastmanöverbelastningarnamåstebärasavstyrstångenellerställdonet.Omdutrorattduintebehöveralladessasmutsigatrickskommerdittmanöverdonochhydrauliksystemattblimyckettyngreänvadsombehövs.

Varföranvändstvåolikametoder?Flikenminskarbelastningarnafrånförändringariförändringenmedanhornetminskardemfrånangreppsvinkeln.Närdetärkorrektformat, båda tillsammans kommer att driva gångjärnet ögonblicket nära noll.

Varför förklarar jag allt detta? Det visar att din fråga inte har ett enkelt svar. Snarare måste du ange exakt hur kontrollytan ser ut och flyttas, och först då kan du börja beräkna aktuatorbelastningarna. Jag vill också visa att ett subsoniskt flygplan för 10-20 passagerare kommer att vara helt flygerbara med manuell kontroll. ATR-72 behöver endast hydraulik för flikar, spoilare, bromsar och landningsutrustning. Att undvika hydraulik för primära flygkontroller gör det också möjligt att komma undan med enkel redundans i sitt hydrauliksystem .

    
svaret ges 18.07.2018 18:51
3

Som du noterat finns det många komplexiteter att överväga när man ställer in kontrollmanöverorganen, inklusive storleken på kontrollytan, önskad avböjningsvinkel, den faktiska avböjningsvinkeln, gångjärnsmomentet, gränsvärdeffekterna etc. Du kan få en grov approximation av kraft på ytan men med början med den enkla definitionen $$ P = \ frac {F} {A} $$

Där P är det dynamiska trycket q och A är den exponerade kontrollytan. Lösning för kraft ger: $$ F = PA $$ Då ersätter dynamiskt tryck och exponerad yta: $$ F = \ frac {1} {2} \ rho V ^ 2A sin \ delta $$

Där A är kontrollytans yta och multiplicerar den med sinus av avböjningsvinkeln ger det exponerade området.

För ett lätta transportflygplan, säg en Beech 1900 (19 pax), har hissen ett område på 19.3 sqft. Med hjälp av logiken ovan skulle denna yta när den avböjdes 5 grader vid kryssningsfartyg känna en kraft på ungefär 421 lbf. Din aktörslimering måste slutligen ta hänsyn till parametrarna ovan (och mer), men förhoppningsvis är detta en informativ utgångspunkt.

    
svaret ges 17.07.2018 18:23