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飛行員航空知識手冊 航空知識手冊全集

時間:2011-04-08 11:31來源:網絡 作者:航空 點擊:


正如前面穩定性討論中提到的,功率,推力線,和尾翼上水平尾翼面的位置都是影響升降舵控制俯仰有效性的因素。例如,水平尾翼面可能安裝在開進垂直安定面的較低位置,在中點,或者在高點的位置,就像T型尾翼的設計。
T型尾翼
在T型尾翼結構中,正常飛行條件下,升降舵在螺旋槳帶來的氣流和機身以及以及氣流大部分影響范圍之上。升降舵在這種未受擾動氣流中的操作使得大多數飛行狀態下的控制運動是一致的。T型尾翼設計在很多輕型飛機和大飛機上變的流行了,特別是那些機身尾部安裝引擎的飛機,因為T型尾翼結構使得尾部翼面遠離發動機排出的氣流。水上飛機和水陸兩用飛機經常有T型尾翼結構,目的是讓水平尾翼面盡可能遠離水面。另一個額外的好處是降低了振動和飛機內部的噪聲。
低速飛行時,T型尾翼飛機的升降舵相比常規尾翼飛機的升降舵必須移動一個較大的角度來抬升機頭到相同的角度。這是因為常規尾翼的飛機有來自螺旋槳的氣流在尾翼上施加向下的力來輔助抬升機頭。因為飛機的控制是這樣的方式裝備的,增加的控制行程要求控制力增加,抬升T型尾翼飛機的機頭需要的力比抬升常規尾翼飛機機頭需要的力大的多。兩種類型尾翼的飛機平衡后的縱向穩定性是一樣的,但是飛行員必須知道在起飛、著陸或者失速等低速飛行時,需要的控制力比同規格大小的常規尾翼飛機需要的力大的多。
T型尾翼飛機也需要額外的設計考慮來克服顫動問題。因為水平翼面的重量在垂直尾翼的頂部,產生的力臂在垂直尾翼上有很高載荷,會導致顫動。工程師必須通過增加垂直尾翼的剛度來補償這個載荷,通常相比常規尾翼設計這帶來了重量代價。
當以低速飛行在很高迎角,且重心偏后,T型尾翼飛機會容易發生深度失速。在深度失速狀態,水平尾翼上的氣流被來自機翼和機身的擾動氣流覆蓋。這種條件下,升降舵和全動水平尾翼控制會被削弱,使得難以從失速改出。應該注意到偏后的重心是這些意外事件的促進因素,因為重心偏后的常規尾翼飛機也會發現類似的改出問題。如圖4-7。

因為高迎角低速和重心偏后的飛行可能危險,很多飛機有補償這種狀態的系統。這些系統從控停(control stop)到升降舵下拉彈簧。升降舵下拉彈簧幫助降低機頭來比啊免由于重心偏后引起的失速。失速發生因為適當平衡的飛機其后緣的升降舵位于向下位置,迫使尾部抬升和機頭下降。在這種不穩定狀態,如果飛機遭遇紊流和速度進一步降低,配平片不能再使升降舵置于機頭下降的位置。升降舵然后呈流線型,飛機機頭開始向上仰。這就使情況惡化,可能導致一次失速。
升降舵下拉彈簧在升降舵上產生一個機械載荷,如果沒有平衡的話會使它朝機頭下降的位置移動。升降舵配平片平衡升降舵下拉彈簧,以設定升降舵位于配平平衡位置。當配平片開始失靈時,下拉彈簧驅動升降舵到機頭下降位置。飛機機頭降低,速度增加,失速就會避免。如圖4-8。

在著陸拉平期間,升降舵也必須有足夠的力量來保持機頭抬起。既然這樣,靠前的重心就會導致一個問題。在著陸拉平時,功率通常是降低了,這也使尾翼上的氣流減弱。這和降低的著陸速度一起使得升降舵的有效性變差。
根據這些討論,很明顯飛行員必須理解和遵守適當的裝載程序,特別要注意重心的位置。有關飛機載荷的更多信息以及重量和平衡在第八章討論。
全動式水平尾翼
正如第一章提到的,全動式水平尾翼本質上是一片帶有相同類型控制系統的水平安定面。因為全動式水平尾翼繞中心鉸鏈點做回轉運動,它們對控制輸入和空氣動力負載相當敏感。反作用伺服調整片(antiservo tab)安裝在它的后緣以降低靈敏度。另外,在主翼梁的前面還有配有配重裝置。配重可以設計到尾部或安裝到全動式尾翼片的前部。如圖4-9

當控制桿后拉時,它抬升了全動式水平尾翼面的后緣,使飛機旋轉機頭抬升。向前推控制桿,使水平尾翼的后緣放低,機頭向下俯。如果沒有抗隨動片的話,飛機會由于飛行員的控制而傾向于舵面偏轉過量。

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