Elevon - Elevon

Forhøyninger ved vingens bakkant brukes til stigning og rullestyring. Topp: på F-102A Delta Dagger fra 1953, en tidlig bruk. Nederst: på F-117A Nighthawk fra 1981.

Elevons eller tailerons er fly styreflater som kombinerer funksjonene av heisen (brukes for pitch kontroll) og balanseroret (brukes for rullregulering), derav navnet. De brukes ofte på haleløse fly som flyvende vinger . En elevon som ikke er en del av hovedfløyen, men i stedet er en egen haleflate, er en stabilator (men stabilatorer brukes også kun til pitchkontroll, uten rullefunksjon, som på Piper Cherokee-flyserien).

Elevons er installert på hver side av flyet ved den bakre kanten av vingen. Når du beveger deg i samme retning (opp eller ned), vil de føre til at det legges en fallende kraft (nese opp eller nese ned) på flyrammen. Når de flyttes differensielt (en opp, en ned) vil de føre til at en rullende kraft påføres. Disse kreftene kan påføres samtidig ved riktig posisjonering av elevene, f.eks. Den ene vingens høyder helt ned og den andre vingens høyder delvis ned.

Et fly med høyder styres som om piloten fremdeles har separate rulleskøyter og heisflater til rådighet, kontrollert av åket eller pinnen. Inngangene til de to kontrollene blandes enten mekanisk eller elektronisk for å gi riktig posisjon for hver elevon.

applikasjoner

Operasjonsfly

Avro Vulcan XH558 startet på Farnborough Airshow i 2008

Et av de første operasjonelle flyene som brukte høyder var Avro Vulcan , en strategisk bombefly som ble drevet av Royal Air Force 's V-styrke . Den opprinnelige produksjonsvarianten av Vulcan, betegnet som B.1 , hadde ingen høyder til stede; i stedet, det benyttes et arrangement av fire innenbords heiser og fire utvendige balanserorene langs sin deltaving for fluktstyring. Vulcan fikk høydepunkter på sin omfattende redesignede andre variant, B.2 ' ; alle heisene og kranene ble slettet til fordel for åtte heiser. Når de ble fløyet med lave hastigheter, opererte elevene i nær tilknytning til flyets seks elektrisk aktiverte treposisjons luftbremser .

En annen tidlig fly til bruk elevons var Convair F-102 Delta Dagger , en avskjæringsjager drives av United States Air Force . Noen år etter introduksjonen til F-102 bygde Convair B-58 Hustler , en tidlig supersonisk bombefly, som også var utstyrt med løfter.

Den første flyvningen til Concorde 001 i 1969

Kanskje den mest ikoniske flyet utstyrt med elevons var Aerospatiale / BAC Concorde , en britisk-fransk supersoniske passasjerflyet . I tillegg til kravet om å opprettholde presis retningskontroll mens de flyr med supersoniske hastigheter, ble designere også konfrontert med behovet for å adressere de betydelige kreftene som ble påført flyet under banker og svinger på riktig måte, noe som forårsaket vridning og forvrengning av flyets struktur. Løsningen som ble brukt for begge disse problemene, var via styring av høyden; spesifikt, da flyhastigheten varierte, ble det aktive forholdet mellom innen- og påhengshøydene justert betydelig. Bare de innerste høydene, som er festet til det stiveste området av vingene, ville være aktive mens Concorde ble fløyet i høye hastigheter.

The Space Shuttle Orbiter var innredet med elevons, selv om disse var kun betjenes under atmosfærisk flyturen, som ville bli støtt under bilens kontrollert nedstigning tilbake til jorden. Det var totalt fire løfter festet til de bakre kantene av deltavingen. Mens den ble fløyet utenfor atmosfæren, ble skyttelens holdningskontroll i stedet levert av Reaction Control System (RCS), som besto av 44 kompakte raketthrustere med flytende drivstoff styrt via et sofistikert fly-by-wire flykontrollsystem .

Den Northrop Grumman B-2 Spirit , en stor flygende vinge drives av United States Air Force som et strategisk stealth bomber , også brukt elevons i sitt kontrollsystem. Northrop hadde valgt for å kontrollere luftfartøyet via en kombinasjon av splittede bremse- ror og differensialskyvekraft etter å ha vurdert flere ulike måter å utvirke retningskontroll med minimale inngrep i flyets radarprofil. Fire par kontrollflater er plassert langs bakkanten av vingene; mens de fleste flater brukes i hele flyets flykonvolutt, blir de indre høydene normalt bare påført mens de blir fløyet i lave hastigheter, for eksempel ved tilnærming til landing. For å unngå potensiell kontaktskade under start og for å gi en pitching-holdning i nesen, forblir alle høydene hengende under start til en høy nok lufthastighet er oppnådd. B-2s flyflater blir automatisk justert og omplassert uten pilotinngang for å gjøre det, disse endringene er befalt av flyets komplekse quadruplex datastyrte fly-by-wire flykontrollsystem for å motvirke den iboende ustabiliteten til den flygende vingekonfigurasjonen .

Forskningsprogrammer

X-53 Active Aeroelastic Wing under flukt

Flere teknologiske forsknings- og utviklingsanstrengelser eksisterer for å integrere funksjonene til flyets flykontrollsystemer som rulleskøyter, heiser, høyder og klaffer i vinger for å utføre det aerodynamiske formålet med fordelene med mindre: masse, kostnad, drag, treghet (for raskere, sterkere kontrollrespons), kompleksitet (mekanisk enklere, færre bevegelige deler eller overflater, mindre vedlikehold) og radartverrsnitt for skjult . Den største ulempen er imidlertid at når elevene beveger seg opp sammen for å heve flyets stigning, og generere ekstra heis, reduserer de kammeret eller nedover krumningen av vingen. Camber er ønskelig når man genererer høye nivåer av løft, og dermed reduserer løft maksimal løft og effektivitet til en vinge. Disse kan brukes i mange ubemannede fly (UAV) og sjette generasjon jagerfly . To lovende tilnærminger er fleksible vinger og fluidics.

I fleksible vinger kan mye eller hele vingeoverflaten endre form under flukt for å avlede luftstrømmen. Den X-53 Active Aeroelastic Wing er en NASA innsats. The Adaptive Compliant Wing er en militær og kommersiell innsats.

I fluidikk oppstår krefter i kjøretøyer via sirkulasjonskontroll, der større og mer komplekse mekaniske deler blir erstattet av mindre enklere fluidsystemer (spalter som avgir luftstrømmer) der større krefter i væsker blir avledet av mindre stråler eller strømmer av væske med jevne mellomrom, for å endre retningen på kjøretøyene. I denne bruken lover fluidics lavere masse, kostnader (opptil 50% mindre) og svært lav treghet og responstid, og enkelhet.

Se også

Referanser

Sitater

Bibliografi

  • Chudoba, Bernd (2001), Stabilitet og kontroll av konvensjonelle og ukonvensjonelle flykonfigurasjoner: A Generic Approach , Stoughton, Wisconsin: Books on Demand, ISBN 978-3-83112-982-9
  • Owen, Kenneth (2001). Concorde: Story of a Supersonic Pioneer . London: Science Museum. ISBN 978-1-900747-42-4.
  • Moir, Ian; Seabridge, Allan G. (2008), Aircraft Systems: Mechanical, Electrical and Avionics Subsystems Integration , Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, ISBN 978-0-4700-5996-8
  • Kjæreste, Bill. "Inne i skjult bomber". Zenith Imprint, 1999. ISBN  1610606892 .
  • Vulcan B.Mk.2 Aircrew Manual (AP101B-1902-15). London: Air Ministry, 1984.