V-образный хвост
V -образный хвост или V-образный хвост (иногда называемый хвостом-бабочкой) . [1] или V-образный хвост Рудлицкого [2] [ нужна ссылка ] ) самолета представляет собой нетрадиционное расположение хвостовых рулей, заменяющее традиционные вертикальную и горизонтальную поверхности двумя поверхностями, установленными в V-образной конфигурации. В авиастроении он не получил широкого распространения. Кормовая кромка каждой сдвоенной поверхности представляет собой шарнирную поверхность управления, называемую рулем направления, которая сочетает в себе функции руля направления и руля высоты .
История
[ редактировать ]V-образное хвостовое оперение было изобретено в 1930 году польским инженером Ежи Рудлицким. [2] и впервые был испытан на учебно-тренировочном самолете Hanriot HD.28 , модифицированном польским производителем аэрокосмической техники Plage и Laśkiewicz летом 1931 года. [ нужна ссылка ]
Варианты
[ редактировать ]Х-образное оперение экспериментального Lockheed XFV по существу представляло собой V-образное оперение, простиравшееся как над, так и под фюзеляжем.
Общепринятый
[ редактировать ]Самым популярным самолетом с традиционным V-образным хвостовым оперением, выпускавшимся серийно, является Beechcraft Bonanza Model 35, часто известный как V-tail Bonanza или просто V-Tail . Другие примеры включают штурмовик-невидимку Lockheed F-117 Nighthawk и учебно- тренировочный самолет Fouga CM.170 Magister . Реактивный самолет Cirrus Vision SF50 является недавним примером гражданского самолета, использующего V-образное хвостовое оперение. Некоторые планеры, например Lehtovaara PIK-16 Vasama , были спроектированы с V-образным хвостовым оперением, однако серийные Vasama имели крестообразное хвостовое оперение . [3]
Перевернутый
[ редактировать ]Blohm & Voss P 213 Miniaturjäger был одним из первых самолетов с перевернутым V-образным хвостовым оперением. Беспилотные летательные аппараты, такие как LSI Amber , General Atomics Gnat и General Atomics MQ-1 Predator, позже будут иметь этот тип хвоста. Сверхлегкие самолеты Ultraflight Lazair , которых было произведено более 2000, имели перевернутое V-образное хвостовое оперение, на котором также располагалось заднее шасси. [4]
Преимущества
[ редактировать ]В идеале, с меньшим количеством поверхностей, чем у обычного хвостового оперения с тремя аэродинамическими крыльями или Т-образного хвостового оперения , V-образное хвостовое оперение легче и имеет меньшую площадь смачиваемой поверхности , поэтому, таким образом, создается меньше наведенного и паразитного сопротивления . Однако исследования NACA показали, что поверхности V-образного хвостового оперения должны быть больше, чем можно было бы предположить при простой проекции на вертикальную и горизонтальную плоскости, так что общая площадь смачиваемой поверхности примерно постоянна; Однако уменьшение поверхностей пересечения с трех до двух приводит к чистому снижению сопротивления за счет устранения некоторого сопротивления помех . [5]
Легкие реактивные самолеты, такие как Cirrus Vision SF50 , Eclipse 400 , Sonex SubSonex или беспилотный летательный аппарат Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk, часто имеют силовую установку, расположенную снаружи самолета. В таких случаях используются V-образные хвостовые оперения, чтобы избежать размещения вертикального стабилизатора в выхлопе двигателя, что могло бы нарушить поток выхлопных газов, уменьшить тягу и увеличить износ стабилизатора, что со временем может привести к его повреждению. [6]
В военных самолетах V-образное оперение уменьшает количество прямых углов самолета, улучшая его характеристики малозаметности . [7]
Недостатки
[ редактировать ]В середине 1980-х годов Федеральное управление гражданской авиации провело повторную оценку Beechcraft Bonanza из соображений безопасности. Хотя Bonanza соответствовала первоначальным требованиям сертификации, у него была история фатальных поломок в воздухе во время сильного стресса, частота которых превышала общепринятую норму. Этот тип был признан годным к полетам, а ограничения были сняты после того, как Beechcraft выпустила структурную модификацию в виде Директивы о летной годности . [8]
самолетам с V-образным хвостовым оперением требуется более длинная задняя часть фюзеляжа, чем самолетам с обычным оперением Для предотвращения рыскания . [ нужна ссылка ] Эта тенденция, получившая название «змейка», была очевидна при взлете и посадке самолета Fouga CM.170 Magister , имеющего относительно короткий фюзеляж. [ нужна ссылка ]
Рули направления
[ редактировать ]
Рули направления — это поверхности управления на самолете с V-образным хвостовым оперением. Они расположены на задней кромке каждого из двух аэродинамических профилей, составляющих хвост самолета. Впервые рули направления, возможно, были применены на X-хвостовом оперении Coandă-1910 , хотя нет никаких доказательств того, что этот самолет когда-либо летал. [9] Более поздний Coandă-1911 летал с рулями направления на X-образном хвостовом оперении. [10] Позже польский инженер Ежи Рудлицки в 1930 году разработал первые практические рули направления, которые были испытаны на модифицированном тренажере Hanriot HD.28 в 1931 году.
Название представляет собой смесь слов «руль направления» и «лифт». В обычной конфигурации хвостового оперения самолета руль направления обеспечивает управление рысканием (горизонтальным) и руль высоты обеспечивает управление тангажем (вертикальным).
Рули направления обеспечивают тот же эффект управления, что и обычные рулевые поверхности, но за счет более сложной системы управления, которая приводит в действие рулевые поверхности в унисон. Рыскание, перемещение носа влево достигается на вертикальном V-образном хвостовом оперении путем перемещения педалей влево, что отклоняет левый руль направления вниз и влево, а правый руль направления вверх и влево. Обратное вызывает отклонение вправо. Танкирование носа вверх осуществляется перемещением колонки управления или ручки управления назад, что отклоняет левый руль направления вверх и вправо, а правый руль направления вверх и влево. Опускание носа производится путем перемещения колонки управления или ручки управления вперед, что вызывает противоположные движения руля направления. [11]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ Барнард, Р.Х.; Филпотт, Д.Р. (2010). «10. Управление самолетом». Полет самолета (4-е изд.). Харлоу, Англия: Прентис Холл. п. 275. ИСБН 978-0-273-73098-9 .
- ^ Jump up to: а б Гудмундссон С. (2013). «Проектирование самолетов авиации общего назначения: прикладные методы и процедуры» (переиздание). Баттерворт-Хайнеманн. п. 489. ISBN 0123973295 , 9780123973290
- ^ «Спорт и бизнес» . Рейс Интернешнл . 17 августа 1961 г. с. 212 . Проверено 13 декабря 2017 г.
- ^ Хант, Адам и Рут Меркис-Хант: Останки скелета , страницы 64-70. Журнал Kitplanes, сентябрь 2000 г.
- ^ Реймер, Дэниел П. (1999). Проектирование самолетов: концептуальный подход (3-е изд.). Рестон, Вирджиния: Американский институт аэронавтики и астронавтики. п. 78. ИСБН 1-56347-281-3 .
- ^ «Заметки о конструкции Cirrus SJ50» . www.the-jet.com . Корпорация Циррус Дизайн. 2008. Архивировано из оригинала 9 декабря 2006 г. Проверено 14 августа 2008 г.
- ^ Акс, Дэвид. «Присмотритесь к российскому истребителю с матом: его хвост — один из ключей к его скрытности» . Форбс .
- ^ «Директива ФАУ по летной годности 93-CE-37-AD с поправками» . Федеральный реестр: (том 68, номер 93) реестр № 93-CE-37-AD; Поправка 39-13147; АД 94-20-04 Р2 . Федеральный реестр. 14 мая 2003 года . Проверено 14 августа 2008 г.
- ^ «Аэронавтика, Том 17» . Воздухоплавание (на французском языке). 17 :333. 1935.
- ^ Бегство (октябрь 1911 г.). «Бейс 28 октября 1911 года» . Проверено 11 января 2011 г.
- ^ Экальбар, Джон К. (1986). «Простая аэродинамика V-образного хвостового оперения» . Проверено 13 августа 2008 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]