Аэродинамическая компенсация рулей
Страница 1
Элероны
- подвижные части крыла, расположенные у задней кромки крыла на его концах и отклоняемые одновременно в противоположные стороны. Отклонение одного элерона вверх, а другого вниз приводит к созданию поперечного момента, вызывающего крен самолета.
Требования к элеронам
, кроме общих для всех агрегатов самолета требований, включают:
- обеспечение эффективного управления на всех режимах полета ;
- минимальное сопротивление в неотклоненом положении ;
- минимальный момент рыскания при крене, при этом разворот самолета должен происходить всторону крена ;
- малые шарнирные моменты ;
- полная весовая балансировка при наименьшей массе балансировочных грузов ;
- исключение возможности заклинивания при деформациях крыла в полете;
- простото монтажа и демонтажа элерона на крыле при обеспечении взаимозаменяемости.
Удовлетворение основного требования (эффективность на всех режимах полета) достигается: исключением заклинивания элеронов при изгибе крыла в полете; весовой балансировкой элеронов; уменьшением шарнирных моментов; уменьшением дополнительных сопротивлений в отклоненном и убранном положениях; уменьшением момента рыскания при отклонении элеронов и др.
Эффективность элеронов зависит от относительных размеров хорды элеронов 
, относительного размаха элеронов 
и углов отклонения элерона 
. Значения этих параметров находятся в пределах 
; 
; отклонения элеронов вверх 25°, вниз 15 .25°. При отклонении элерона вниз увеличивается угол атаки крыла, что при полете на больших углах атаки может привести к срыву потока с данной половины крыла и к обратной управляемости. Поэтому углы отклонения элерона вниз ограничивают (делают отклонение элеронов вверх больше, чем вниз, т. е. дифференциальным). Большего отклонения элеронов вверх требуют и большая, как правило, кривизна верхней поверхности крыла и возникающая разность в сопротивлении крыльев при одинаковом отклонении элеронов вверх и вниз, приводящая к появлению разворачивающего момента Му нежелаемого знака (к скольжению самолета вместо разворота). С увеличением площади крыла, занятой механизацией, а также с появлением интерцепторов размеры элеронов стали уменьшаться. Так, относительная площадь элеронов 
уменьшается с 8 .9 до 3 .4 %, а значение 
— с 0,4 до 0,2.
Стремление улучшить ВПХ на легких маневренных самолетах приводит к появлению «зависающих элеронов» с профилированной щелью перед элероном — флайперонов, работающих как в элеронном режиме, так и в режиме закрылков. Для уменьшения вероятности возникновения обратной управляемости по крену — реверса элеронов — стали применять внешние и внутренние элероны (см. рис. 1) и интерцепторы. Причем внешние элероны применяют только на взлетно-посадочных режимах — на небольших скоростях полета, а внутренние, расположенные в более жесткой части крыла, используются в течение всего полета. Интерцепторы из-за эффекта запаздывания в изменении подъемной силы при их отклонении (срыв потока наступает не сразу) используются совместно с элеронами, чтобы повысить эффективность поперечного управления. Однако стремление механизировать (особенно на маневренных скоростных самолетах) всю заднюю кромку крыла приводит к тому, что вместо элеронов совместно с интерцепторами используются дифференциально отклоняемые половины стабилизатора.
На самолетах без ГО органы управления на крыле, используемые для обеспечения поперечной и продольной управляемости, работают как в элеронном режиме, так и в режиме рулей высоты, и называются элеронами. В этом случае их площадь и углы отклонения больше, чем у самолетов обычной схемы, так как меньше плечо от ЦМ самолета до элевонов.
3. Конструкция элеронов
(рис. 1). Элероны, как и другие органы управления самолетом (рули высоты и рули направления), по внешним формам и конструкции (по силовым элементам, образующим силовую схему, их назначению, конструкции и работе при передаче нагрузок) аналогичны крылу. Как и конструкция крыла, конструкция элерона состоит из каркаса и обшивки. Каркас состоит из лонжерона, стрингеров, нервюр, диафрагм, усиливающих вырезы в носке элерона (рис. 1, а) под узлы крепления и приводы управления, устанавливаемые на лонжероне. Для уменьшения деформаций элерона увеличивают число его опор (как минимум до трех). Однако при изгибе крыла и элерона из-за разных их жесткостей на изгиб и нагрузок возникают силы, направленные вдоль узлов навески элерона. Чтобы не было заклинивания элеронов, среди узлов навески должны быть один - два узла, допускающих перемещение элерона вдоль размаха относительно узлов на крыле. Это узлы с двумя степенями свободы: либо кардан 17 (рис.1, г), либо торцевые узлы 
типа консольный болт 11 (рис. 1, б), ось которых совпадает с осью вращения элерона 4 (см. рис. 1, а) и вдоль оси которых элерон может свободно перемещаться. В то же время хотя бы одна из опор элерона должна быть неподвижной вдоль оси вращения элерона и фиксировать его положение относительно крыла (рис. 1,
