Сбалансированный руль направления
сбалансированные рули. На обоих кораблях используются [1] и самолеты. Оба могут обозначать часть поверхности руля направления перед шарниром, расположенную для снижения управляющих нагрузок, необходимых для поворота руля направления. Для самолетов этот метод также можно применить к рулям высоты и элеронам ; все три поверхности управления самолетом также могут быть сбалансированы по массе , главным образом, чтобы избежать аэродинамического флаттера .
Корабли
[ редактировать ]Сбалансированный руль направления — это руль направления, у которого ось вращения руля направления находится за его передней кромкой. Это означает, что при повороте руля давление воды, вызванное движением корабля по воде, воздействует на носовую часть, создавая силу, которая увеличивает угол отклонения, противодействуя таким образом давлению, действующему на кормовую часть, которое действует уменьшить угол отклонения. Степень полубалансировки является нормальной, чтобы избежать нестабильности руля направления, т. е. площадь перед поворотом меньше, чем позади. Это позволяет перемещать руль направления с меньшими усилиями, чем это необходимо при несбалансированном руле направления. Однако это чаще встречается на небольших судах, поскольку крутящий момент недостаточен для более тяжелых кораблей. [1]
Сбалансированные рули, вероятно, впервые были использованы в начале 15 века на в Китае в эпоху династии Мин кораблях с сокровищами . [2] и были заново изобретены и впервые использованы на современных кораблях Изамбардом Кингдом Брюнелем на корабле SS Great Britain , спущенном на воду в 1843 году. [3]
Самолет
[ редактировать ]
Управление самолетами осложняется их движением в трех измерениях, рыскании , тангаже и крене , а не в одном, но существует аналогичная необходимость снижения нагрузок, решаемая так же, как и на корабле, у которого некоторая часть поверхности выступает вперед от его петля. Это называется аэродинамическим балансом. Кроме того, поскольку поверхности управления самолетом установлены на гибких конструкциях, таких как крылья, они склонны к колебаниям («трепетанию») - опасный эффект, который можно устранить, переместив центр тяжести (cg) поверхности управления на линию шарнира. . Это называется массовым балансированием. [4]
Аэродинамическая балансировка
[ редактировать ]Этот принцип используется в рулях направления , рулях высоты и элеронах , методы усовершенствовались с годами. Две иллюстрации рулей самолета, опубликованные журналом Flight Magazine в 1920 году. [5] иллюстрируют ранние формы, как с изогнутыми передней , так и с задней кромками . Оба установлены так, что площадь балансировочной поверхности впереди шарнира меньше, чем у руля направления сзади. За прошедшие годы были опробованы различные компоновки, как правило, с меньшими площадями баланса/руля направления. Большинство из них попадают в одну из двух категорий: сбалансированный рупор с небольшими выступами поверхностей управления перед линиями шарниров на их концах или сбалансированный вставка с расширением(ями) поверхности управления в вырезах в опорной неподвижной поверхности. В элеронах Frize используется вариант последнего баланса, при котором нос восходящей поверхности выступает под крыло, но не наоборот, чтобы обеспечить как балансировку, так и асимметричное сопротивление. Сбалансированные элероны Ирвинга не имеют выступов, но используют вызванное отклонением элеронов изменение давления над и под крылом, воспринимаемое через шарнирный зазор, для облегчения движения. [4]
Массовая балансировка
[ редактировать ]Флаттер возникает, когда поверхность управления отклоняется от предполагаемого отклонения. Поскольку элероны расположены на длинных узких крыльях, которые могут скручиваться под нагрузкой, они представляют собой поверхность, наиболее склонную к колебаниям. Если центр тяжести находится за шарниром, поверхность может двигаться как маятник и совершать вынужденное простое гармоническое движение с возрастающей амплитудой.Проблему решает добавление балансировочных грузов, благодаря которым центр тяжести и линия шарнира совпадают. Эти грузы могут находиться в носовой части поверхности или более легкие массы, прикрепленные дальше перед шарниром снаружи. [4]
Ссылки
[ редактировать ]Примечания
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б Принципы маневрирования корабля . Ливингстон: Издательская группа Witherby . 2023. с. 10. ISBN 9781914993169 .
- ^ Леватес, Луиза (1993). Когда Китай правил морями: Сокровищный флот Трона Дракона 1405-1433 гг . Саймон и Шустер.
- ^ Воган, Адриан (1991) [1991]. Исамбард Кингдом Брюнель (2-е изд.). Лондон: Джон Мюррей. п. 160. ИСБН 0-7195-4636-2 .
- ^ Jump up to: а б с Справочник по полетам . Лондон: Илифф и сыновья. 1954. стр. 66–70.
- ^ «Аэрошоу Олимпия 1920 — Короткие машины» . Полет . XII (30): 796. 22 августа 1920 г.
Библиография
[ редактировать ]Оскара Паркса Британские линкоры ISBN 0-85052-604-3