Оперение - Empennage
Оперение ( / ˌ ɑ м р ɪ п ɑ ʒ / или / ɛ м р ɪ п ɪ dʒ / ), также известный как хвост или хвост сборки , представляет собой структуру , в задней части летательного аппарата , который обеспечивает стабильность во время полета подобно перьям на стрелке . Термин происходит от французского языка глагола empenner , что означает « перу стрелы». Большинство самолетов имеют оперение с вертикальными и горизонтальными стабилизирующими поверхностями, которые стабилизируют динамику полета по рысканью и тангажу , а также поверхности управления корпусом .
Несмотря на эффективные поверхности управления, многие ранние самолеты, не имевшие стабилизирующего оперения, были практически непригодны для эксплуатации. Даже так называемые « бесхвостые самолеты » обычно имеют хвостовое оперение (обычно это вертикальный стабилизатор ). Самолеты тяжелее воздуха без какого-либо оперения (такие как Northrop B-2 ) встречаются редко и обычно используют аэродинамические поверхности особой формы , задняя кромка которых обеспечивает устойчивость по тангажу, и крылья с обратной стреловидностью , часто с двугранными для обеспечения необходимой устойчивости по рысканью. . В некоторых самолетах со стреловидным крылом сечение аэродинамического профиля или угол падения могут радикально изменяться по направлению к законцовке.
Состав
Конструктивно оперение состоит из всей сборки хвоста, в том числе tailfin , в хвостовое оперение и части фюзеляжа , к которому они присоединены. На авиалайнере это будут все поверхности полета и управления за задней переборкой давления .
Передняя (обычно фиксированная) часть хвостового оперения называется горизонтальным стабилизатором и используется для обеспечения устойчивости по тангажу. Задняя часть хвостового оперения называется рулем высоты и представляет собой подвижное крыло, которое управляет изменениями тангажа, движением носа самолета вверх и вниз. В некоторых самолетах горизонтальный стабилизатор и руль высоты - это одно целое, и для управления тангажем весь блок движется как одно целое. Это известно как стабилизатор или полностью летающий стабилизатор .
Вертикальное оперение структура имеет фиксированную переднюю часть называется вертикальным стабилизатором , используемой для управления рыскания, который является движением справа налево фюзеляжа движения носовой части самолета. Задняя часть вертикального киля - это руль направления , подвижное крыло, которое используется для поворота носовой части самолета вправо или влево. При использовании в сочетании с элеронами в результате получается крен, скоординированный разворот , существенная особенность движения самолета.
Некоторые самолеты оснащены хвостовым оперением, которое шарнирно поворачивается по двум осям впереди киля и стабилизатора, в конструкции, называемой подвижным хвостовым оперением . Все оперение поворачивается вертикально для приведения в действие горизонтального стабилизатора и вбок для приведения в действие киля.
Самолета кокпит диктофон , регистратор данных полета и аварийные приводной передатчик (ELT) часто расположены в оперении, так как в кормовой части самолета обеспечивает лучшую защиту для них в большинстве авиационных происшествий.
Отделка
В некоторых самолетах предусмотрены устройства дифферента для устранения необходимости для пилота поддерживать постоянное давление на руль высоты или руля направления.
Подстроечное устройство может быть:
- триммер на задней части лифтов или руля направления , которые действуют , чтобы изменить аэродинамическую нагрузку на поверхности. Обычно управляется штурвалом из кабины или рукояткой.
- регулируемый стабилизатор , в котором стабилизатор может быть шарнирен на его шпат и подвижен домкрат на несколько градусов в падении вверх или вниз. Обычно управляется рукояткой кабины.
- система банджи- трима, в которой используется пружина для обеспечения регулируемого предварительного натяга в органах управления. Обычно управляется рычагом из кабины.
- вкладка анти-сервопривод используется для отделки некоторых лифтов и цих, а также усиление контроля силы чувства. Обычно управляется штурвалом из кабины или рукояткой.
- сервокомпенсатор используется для перемещения основного управления поверхности, а также выступать в качестве триммера. Обычно управляется штурвалом из кабины или рукояткой.
Многодвигательные самолеты часто имеют триммеры на руле направления, чтобы уменьшить усилия пилота, необходимые для удержания самолета прямо в ситуациях асимметричной тяги, например при работе одного двигателя.
Конфигурации хвоста
Конструкции оперения самолета могут быть широко классифицированы в соответствии с конфигурациями оперения и оперения.
Общие формы отдельных поверхностей оперения (формы хвостового оперения, профили киля) аналогичны формам крыла в плане .
Планеры
Хвостовое оперение состоит из фиксированного горизонтального стабилизатора и подвижного руля высоты. Помимо формы в плане , он отличается:
- Количество хвостовых оперений - от нуля ( бесхвостка или утка ) до трех ( Lockheed Constellation ).
- Расположение хвостового оперения - установлен высоко, посередине или низко на фюзеляже, киле или хвостовой балке.
- Неподвижный стабилизатор и подвижные поверхности руля высоты, или единый комбинированный стабилизатор, или «[все] летающее хвостовое оперение». ( General Dynamics F-111 Aardvark )
Некоторым локациям даны особые названия:
- Крестообразное хвостовое оперение - горизонтальные стабилизаторы расположены посередине вертикального стабилизатора, создавая вид креста при взгляде спереди. Крестообразные хвосты часто используются для предотвращения попадания горизонтальных стабилизаторов в след двигателя, избегая при этом многих недостатков Т-образного хвостового оперения . Примеры включают Hawker Sea Hawk и Douglas A-4 Skyhawk .
- Т-образное оперение - горизонтальный стабилизатор установлен на верхней части киля, создавая Т-образную форму, если смотреть спереди. Т-образные хвосты защищают стабилизаторы от следа двигателя и обеспечивают лучший контроль по тангажу. Т-образные хвосты имеют хорошее качество планирования и более эффективны на низкоскоростных самолетах. Однако у Т-образного хвоста есть несколько недостатков. Он с большей вероятностью войдет в глубокий стойло и сложнее восстановится после вращения. По этой причине небольшой вторичный стабилизатор или хвостовое оперение можно установить ниже, где он будет находиться в свободном воздухе при остановке самолета. Т-образный хвост должен быть сильнее и, следовательно, тяжелее обычного хвоста. Т-образные хвосты также имеют большее сечение радара . Примеры включают Gloster Javelin и McDonnell Douglas DC-9 .
 Фюзеляж установлен |
 Крестообразный |
 Т-образный хвост |
 Летающий хвостовой оперение |
Плавники
Киль состоит из неподвижного вертикального стабилизатора и руля направления. Помимо профиля , он характеризуется:
- Количество плавников - обычно один-два.
- Расположение килей - на фюзеляже (сверху или снизу), хвостовом оперении, хвостовой балке или крыльях.
Двойные плавники могут устанавливаться в различных точках:
- Двойное оперение Двойное оперение, также называемое H-образным оперением , состоит из двух небольших вертикальных стабилизаторов по обе стороны от горизонтального стабилизатора. Примеры включают Антонов Ан-225 Мрия , B-25 Mitchell , Avro Lancaster и ERCO Ercoupe .
- Сдвоенная стрела Сдвоенная стрела состоит из двух фюзеляжей или стрел с вертикальным стабилизатором на каждой и горизонтальным стабилизатором между ними. Примеры включают P-38 Lightning , de Havilland Vampire , Sadler Vampire и Edgley Optica .
- Крыло установлено в средней части крыла, как у F7U Cutlass, или на концах крыла, как у Handley Page Manx и Rutan Long-EZ.
 Установлен на хвостовой план |
 Двойная хвостовая балка |
 Крыло установлено |
К необычным конфигурациям плавников относятся:
- Нет плавника - как на McDonnell Douglas X-36 . Эту конфигурацию иногда неправильно называют «бесхвостой».
- Несколько плавников - примеры включают Lockheed Constellation (три), Bellanca 14-13 (три) и Northrop Grumman E-2 Hawkeye (четыре).
- Брюшной киль - под фюзеляжем. Часто используется в дополнение к обычному плавнику, как на ( North American X-15 и Dornier Do 335 ).
 Тройные плавники |
 Брюшной плавник |
V, Y и X хвосты
Альтернативой подходу с хвостовым оперением является V-образное и X-образное оперение . Здесь поверхности хвостового оперения расположены под диагональными углами, причем каждая поверхность вносит свой вклад как в тангаж, так и в рыскание. Поверхности управления, иногда называемые рулями направления , действуют по-разному, чтобы обеспечить управление рысканием (вместо руля направления), и действуют вместе, чтобы обеспечить управление по тангажу (вместо руля высоты).
- V-образный хвост: V-образный хвост в некоторых ситуациях может быть легче обычного хвоста и иметь меньшее сопротивление, как на учебном самолете Fouga Magister , ДПЛА Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk и космическом корабле X-37 . V-образный хвост может также иметь меньшую радиолокационную сигнатуру. Среди других самолетов с V-образным хвостовым оперением - Beechcraft Model 35 Bonanza и Davis DA-2 . Небольшую модификацию V-образного хвоста можно найти на Waiex и Monnett Moni, называемую Y-образным хвостом.
- Перевернутый V-образный хвост: беспилотный Predator использует перевернутый V-образный хвост, как и Lazair и Mini-IMP .
- Y- образный хвост : V-образный хвост с добавленным нижним вертикальным оперением (обычно используется для защиты кормового винта), как у LearAvia Lear Fan.
- X Хвост: Lockheed XFV признаки «X» хвост, который был усиленным и снабженным колесом на каждую поверхность так, чтобы корабль мог сесть на хвосте и взлетать и садиться вертикально.
 V-образный хвост |
 Перевернутый V-образный хвост |
 X-хвост |
Подвесной хвост
Подвесное хвостовое оперение разделено на две части, каждая половина установлена на короткой стреле сразу позади и снаружи каждой законцовки крыла. Он состоит из подвесных горизонтальных стабилизаторов (OHS) и может включать или не включать дополнительные вертикальные стабилизаторы (киль), смонтированные на стреле . В этом положении хвостовые поверхности конструктивно взаимодействуют с вихрями законцовки крыла и при тщательном проектировании могут значительно снизить лобовое сопротивление для повышения эффективности без чрезмерного увеличения структурных нагрузок на крыло.
Конфигурация была впервые разработана во время Второй мировой войны Ричардом Фогтом и Джорджем Хаагом в Blohm & Voss . Skoda-Kauba SL6 испытания предлагаемой системы управления в 1944 году и после нескольких проектных предложений, заказ был получен для Blohm & Voss P 215 всего за несколько недель до того, как война закончилась. Подвесной хвост снова появился на Scaled Composites SpaceShipOne в 2003 году и SpaceShipTwo в 2010 году.
Бесхвостый самолет
У бесхвостого самолета (часто без хвоста ) все горизонтальные рулевые поверхности традиционно находятся на основной поверхности крыла. Он не имеет горизонтальный стабилизатор - либо хвостовое оперение или переднего оперения носовой руль ( и не имеет второе крыло в тандеме договоренности). «Бесхвостый» тип обычно все еще имеет вертикальный стабилизирующий киль ( вертикальный стабилизатор ) и поверхность управления ( руль направления ). Тем не менее, НАСА приняло описание «бесхвостого» для нового исследовательского самолета X-36, который имеет носовую часть «утка», но не имеет вертикального оперения.
Самой удачной бесхвостой конфигурацией была бесхвостая дельта , особенно для боевых самолетов.