Aileron là bánh lái cuộn. Điều khiển máy bay

2024 Tác giả: Harold Hamphrey | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-17 10:25

Aileron là gì? Đây là thiết bị điều khiển khí động học (bánh lái lăn), được trang bị trên máy bay thông thường và được chế tạo theo sơ đồ "con vịt". Ailerons nằm ở rìa sau của bảng điều khiển cánh. Chúng được thiết kế để kiểm soát góc nghiêng của "những chú chim sắt": tại thời điểm ứng dụng, các bánh lái của con lăn sẽ lệch theo các hướng ngược nhau, một cách khác biệt. Để máy bay nghiêng sang phải, cánh quạt bên trái hướng xuống và cánh quạt bên phải hướng lên và ngược lại.

Nguyên lý hoạt động của bánh lái trục cuốn là gì? Lực nâng giảm ở phần đó của cánh đặt phía trước khí cầu, nâng lên. Tại phần cánh nằm phía trước của aileron hạ thấp, lực nâng tăng lên. Do đó, một mômen lực được hình thành, làm thay đổi tốc độ quay của máy bay quanh một trục trùng với trục dọc của máy.

Lịch sử

Aileron xuất hiện lần đầu tiên ở đâu? Thiết bị tuyệt vời này đã được lắp đặt trên một chiếc máy bay đơn được tạo ra vào năm 1902 bởi nhà sáng tạo Richard Percy đến từ New Zealand. Thật không may, chiếc xe của anh ta chỉ thực hiện những chuyến bay rất ngắn và không ổn định. Máy bay đầu tiên thực hiện một chuyến bay cuộn được phối hợp hoàn hảo là 14 Bis, do Alberto Santos-Dumont chế tạo. Trướcbộ điều khiển khí động học đã thay thế sự biến dạng cánh của anh em nhà Wright.

Vì vậy, chúng ta hãy nghiên cứu sâu hơn về aileron. Thiết bị này có nhiều ưu điểm. Bề mặt điều tiết kết hợp cánh đảo gió và bánh lái cuộn được gọi là mặt phẳng. Để các cánh quạt bắt chước chức năng của các cánh mở rộng, chúng đồng thời được hạ xuống. Đối với điều khiển cuộn dài hạn, một vòng quay vi sai đơn giản được thêm vào độ lệch này.

Để điều chỉnh độ nghiêng của ống lót với cách bố trí trên, một vectơ lực đẩy được sửa đổi của động cơ, bánh lái khí, bộ phá sóng, bánh lái, sự biến đổi trọng tâm của máy bay, sự dịch chuyển chênh lệch độ cao của bánh lái và các thủ thuật khác cũng có thể được sử dụng.

Tác dụng phụ

Aileron hoạt động như thế nào? Đây là một cơ chế thất thường có một số nhược điểm. Một trong những tác dụng phụ của hành động này là hơi ngáp theo hướng ngược lại. Nói cách khác, khi sử dụng máy bay để quay sang phải, máy bay có thể di chuyển nhẹ sang trái tại thời điểm tăng bờ. Hiệu ứng này xuất hiện do sự khác biệt về lực cản giữa các tấm cánh bên trái và bên phải, gây ra bởi sự thay đổi lực nâng khi các cánh quạt dao động.

Bàn điều khiển cánh, trong đó cánh quạt bị lệch xuống, có hệ số cản lớn. Trong các hệ thống kiểm soát “chim sắt” hiện nay, tác dụng phụ này được giảm thiểu bằng nhiều phương pháp khác nhau. Ví dụ, để tạo ra một cuộn, các ailerons cũng được chuyển vàomặt đối diện, nhưng ở các góc không bằng nhau.

Tác dụng ngược

Đồng ý, việc điều khiển máy bay cần có kỹ năng. Vì vậy, trên ô tô tốc độ cao có cánh kéo dài đáng kể, có thể nhận thấy tác dụng của bánh lái cuộn ngược. Anh ấy trông như thế nào?

Nếu sự lệch hướng của khí cầu nằm gần đầu cánh gây ra tải trọng cơ động, cánh máy bay sẽ quay ra ngoài và góc tấn của nó sẽ lệch. Những sự kiện như vậy có thể làm giảm hiệu ứng dịch chuyển của aileron, hoặc chúng có thể dẫn đến kết quả ngược lại.

Ví dụ, nếu cần tăng lực nâng của nửa cánh, aileron sẽ lệch xuống. Hơn nữa, một lực hướng lên bắt đầu tác động lên mép sau của cánh, cánh quay về phía trước và góc tấn vào nó giảm, làm giảm lực nâng. Trên thực tế, tác động của bánh lái cuộn lên cánh trong quá trình đảo ngược tương tự như tác động của tông đơ đối với chúng.

Bằng cách này hay cách khác, phần ngược của bánh lái cuộn đã được tìm thấy trên nhiều máy bay phản lực (đặc biệt là trên Tu-134). Nhân tiện, trên Tu-22, vì hiệu ứng này, chỉ số Mach tối đa đã giảm xuống còn 1,4. Nói chung, các phi công nghiên cứu điều khiển aileron trong một thời gian dài. Các phương pháp phổ biến nhất để ngăn chặn sự đảo ngược cuộn là sử dụng các cánh quạt gió (các cánh quạt nằm gần trung tâm của hợp âm cánh và thực tế không làm cho nó bị xoắn khi thả ra) hoặc lắp đặt các cánh quạt gió bổ sung gần phần trung tâm. Nếu có tùy chọn thứ hai, các bánh lái lăn bên ngoài (nằm gần các đầu mút) cần thiết để điều khiển hiệu quảtốc độ thấp bị tắt ở tốc độ cao và điều khiển bên được thực hiện bởi các cánh quạt bên trong, không đảo ngược do độ cứng ấn tượng của cánh có ở phần trung tâm.

Hệ thống điều khiển

Và bây giờ hãy xem xét việc điều khiển máy bay. Một nhóm các phương tiện trên tàu đảm bảo điều chỉnh chuyển động của "những chú chim thép" được gọi là hệ thống điều khiển. Vì phi công nằm trong buồng lái, còn bánh lái và cánh quạt nằm trên cánh và đuôi của máy bay, một kết nối mang tính xây dựng được thiết lập giữa chúng. Cô ấy có trách nhiệm đảm bảo độ tin cậy, dễ dàng và hiệu quả của việc kiểm soát vị trí của máy.

Tất nhiên, khi các bề mặt phối hợp bị dịch chuyển, lực tác động lên chúng sẽ tăng lên. Tuy nhiên, điều này sẽ không dẫn đến sự gia tăng căng thẳng không thể chấp nhận được đối với các đòn bẩy điều chỉnh.

Chế độ điều khiển máy bay có thể là tự động, bán tự động và thủ công. Nếu một người làm cho các dụng cụ thí điểm hoạt động với sự trợ giúp của sức mạnh cơ bắp, thì hệ thống điều khiển như vậy được gọi là thủ công (điều chỉnh trực tiếp lớp lót).

Hệ thống quản lý bằng tay có thể là cơ khí và thủy lực. Trên thực tế, chúng tôi nhận thấy rằng cánh của một chiếc máy bay đóng một vai trò quan trọng trong việc xử lý. Trên các máy hàng không dân dụng, việc điều chỉnh cơ bản được thực hiện bởi hai phi công sử dụng các thiết bị động học điều chỉnh lực và chuyển động, điều khiển đòn bẩy kép, hệ thống dây cơ học và bề mặt điều khiển.

Nếu phi công điều khiển máy với sự trợ giúp của các cơ chế vàcác thiết bị đảm bảo và nâng cao chất lượng của quá trình thí điểm, khi đó hệ thống điều khiển được gọi là bán tự động. Nhờ hệ thống tự động, phi công chỉ điều khiển một nhóm các bộ phận tự hoạt động để tạo ra và thay đổi các lực và yếu tố phối hợp.

Phức

Phương tiện điều khiển cơ bản của khoang lái là một tổ hợp các thiết bị và cấu trúc trên khoang, với sự trợ giúp của phi công kích hoạt phương tiện điều chỉnh để thay đổi chế độ bay hoặc cân bằng xe ở một chế độ nhất định. Điều này bao gồm bánh lái, ailerons, bộ ổn định có thể điều chỉnh. Các phần tử đảm bảo điều chỉnh các chi tiết điều khiển bổ sung (cánh đảo gió, cánh quạt, thanh trượt) được gọi là lực nâng cánh hoặc điều khiển phụ.

Hệ thống phối hợp cơ bản của lót bao gồm:

đòn bẩy lệnh mà phi công tác động bằng cách di chuyển chúng và tác động lực lên chúng;
cơ chế đặc biệt, thiết bị điều hành và tự động;
hệ thống dây dẫn kết nối hệ thống điều khiển cơ bản với các đòn bẩy.

Thực hiện quản trị

Phi công thực hiện điều khiển theo chiều dọc, tức là thay đổi góc cao độ, làm lệch cột điều khiển ra khỏi bản thân hoặc về phía chính mình. Bằng cách xoay vô lăng sang trái hoặc phải và làm chệch hướng ailerons, phi công thực hiện điều khiển bên, nghiêng xe theo hướng bên phải. Để di chuyển bánh lái, phi công nhấn bàn đạp, bàn đạp này cũng được sử dụng để điều khiển thiết bị hạ cánh ở mũi khi ống lót đang di chuyển trên mặt đất.

Nói chung, phi công là mắt xích chính trong hệ thống điều khiển thủ công và bán tự động, và cánh tà, cánh quạt và các bộ phận khác của máy bay chỉ là một cách để di chuyển. Phi công nhận thức và xử lý thông tin về vị trí của xe và bánh lái, tình trạng quá tải hiện có, đưa ra quyết định và hành động trên các cần lệnh.

Yêu cầu

Điều khiển máy bay cơ bản phải đáp ứng các yêu cầu sau:

Khi điều khiển máy, các chuyển động của chân và tay của phi công, cần thiết để chuyển các cần lệnh, phải trùng khớp với phản xạ tự nhiên của con người xuất hiện khi giữ thăng bằng. Di chuyển thanh lệnh theo đúng hướng sẽ khiến "con chim thép" di chuyển theo cùng một hướng.
Phản ứng của tấm lót đối với sự dịch chuyển của các đòn bẩy lệnh sẽ có độ trễ nhỏ.
Tại thời điểm sai lệch của các thiết bị điều khiển (bánh lái, bánh lái, v.v.), lực tác dụng lên các tay cầm lệnh phải tăng lên một cách trơn tru: chúng phải được hướng theo hướng ngược lại với chuyển động của các tay cầm, và lượng lao động phải được phối hợp với chế độ bay của máy. Điều này giúp phi công có được "cảm giác điều khiển" máy bay.
Các bánh lái phải hoạt động độc lập với nhau: ví dụ như độ lệch của thang máy không thể gây ra lệch hướng aileron và ngược lại.
Cần phải có các góc lệch của bề mặt lái để đảm bảo khả năng chiếc xe bay ở tất cả các chế độ cất cánh và hạ cánh cần thiết.

Chúng tôi hy vọng bài viết này đã giúp bạn hiểu được mục đích của ailerons và hiểu đượcquản lý cơ bản của "con chim thép".