Аеродинамічна компенсація кермів(елеронів)
3. Конструкція елеронів;
4. Аеродинамічна компенсація;
6. Особливості експлуатації;
1.Елерони- рухомі частини крила, розташовані біля задньої кромки крила на його кінцях і відхиляються одночасно в протилежні сторони. Відхилення одного елерона вгору, а іншого вниз призводить до створення поперечного моменту, що викликає крен літака.
2. Вимоги до елеронів, крім загальних для всіх агрегатів літака вимог, включають:
- Забезпечення ефективного управління на всіх режимах польоту;
- мінімальний опір у невідхиленому положенні;
- Мінімальний момент нишпорення при крені, при цьому розворот літака повинен відбуватися вбік крену;
- малі шарнірні моменти;
- Повне вагове балансування при найменшій масі балансувальних вантажів;
- виключення можливості заклинювання при деформаціях крила у польоті;
- простота монтажу та демонтажу елерону на крилі при забезпеченні взаємозамінності.
Задоволення основної вимоги (ефективність на всіх режимах польоту) досягається: виключенням заклинювання елеронів при згинанні крила в польоті; ваговим балансуванням елеронів; зменшенням шарнірних моментів; зменшенням додаткових опорів у відхиленому та прибраному положеннях; зменшенням моменту нишпорення при відхиленні елеронів та ін.
Ефективність елеронів залежить від відносних розмірів хорди елеронів, відносного розмаху елеронів та кутів відхилення елеронів. Значення цих параметрів перебувають у межах; ; відхилення елеронів вгору 25 °, вниз 15 .25 °. При відхиленні елерона вниз збільшується кут атаки крила, що при польоті великих кутах атаки може призвести до зриву потоку з цієї половини крила і зворотної керованості. Томукути відхилення елерону вниз обмежують (роблять відхилення елеронів вгору більше, ніж вниз, тобто диференціальним). Більшого відхилення елеронів вгору вимагають і велика, як правило, кривизна верхньої поверхні крила і різниця, що виникає, в опорі крил при однаковому відхиленні елеронів вгору і вниз, що призводить до появи моменту, Що розвертає, небажаного знака (до ковзання літака замість розвороту). Зі збільшенням площі крила, зайнятої механізацією, і навіть з появою інтерцепторів розміри елеронів стали зменшуватися. Так, відносна площа елеронів зменшується з 8.9 до 3.4%, а значення – з 0,4 до 0,2.
Прагнення покращити ВПХ на легких маневрених літаках призводить до появи «зависаючих елеронів» з профільованою щілиною перед елероном — флайперонами, які працюють як в елеронному режимі, так і в режимі закрилків. Для зменшення ймовірності виникнення зворотної керованості по крену – реверсу елеронів – стали застосовувати зовнішні та внутрішні елерони (див. рис. 1) та інтерцептори. Причому зовнішні елерони застосовують тільки на злітно-посадкових режимах - на невеликих швидкостях польоту, а внутрішні, розташовані в жорсткішій частині крила, використовуються протягом усього польоту. Інтерцептори через ефект запізнення у зміні підйомної сили при їх відхиленні (зрив потоку настає не відразу) використовуються спільно з елеронами, щоб підвищити ефективність поперечного управління. Однак прагнення механізувати (особливо на маневрених швидкісних літаках) всю задню кромку крила призводить до того, що замість елеронів спільно з інтерцепторами використовуються половини стабілізатора, що диференціально відхиляються.
На літаках без ГО органи управління на крилі, що використовуються для забезпечення поперечної та поздовжньої керованості,працюють як в елеронному режимі, так і в режимі кермів висоти, і називаються елеронами. У цьому випадку їх площа та кути відхилення більше, ніж у літаків звичайної схеми, оскільки менше плече від ЦМ літака до елевонів.
3. Конструкція елеронів (рис. 1). Елерони, як і інші органи управління літаком (керма висоти та керма напряму), за зовнішніми формами та конструкцією (за силовими елементами, що утворюють силову схему, їх призначення, конструкції та роботу при передачі навантажень) аналогічні крилу. Як і конструкція крила, конструкція елерону складається з каркасу та обшивки. Каркас складається з лонжерону, стрингерів, нервюр, діафрагм, що підсилюють вирізи в носінні елерону (рис. 1, а) під вузли кріплення та приводи управління, що встановлюються на лонжероні. Для зменшення деформацій елерону збільшують кількість його опор (щонайменше до трьох). Однак при вигині крила та елерону через різні їх жорсткості на вигин і навантажень виникають сили, спрямовані вздовж вузлів навішування елерону. Щоб не було заклинювання елеронів, серед вузлів навішування повинні бути один - два вузли, що допускають переміщення елерону вздовж розмаху щодо вузлів на крилі. Це вузли з двома ступенями свободи: або кардан 17 (рис.1, г), або торцеві вузли типу консольний болт 11 (рис. 1 б), вісь яких збігається з віссю обертання елерону 4 (див. рис. 1, а) і вздовж осі яких елерон може вільно переміщатися. У той же час хоча б одна з опор елерону має бути нерухомою вздовж осі обертання елерону і фіксувати його положення щодо крила (рис. 1,в). У самих вузлах навішування елерона повинні встановлюватися підшипники, що забезпечують вільне відхилення елеронів.
Мал. 1. Конструкція елеронів та вузлів їх навішування
На рис. 1 показана конструкція елеронів 9, що складаються з двоходнотипних секцій, поєднаних сережками. Вони навішуються на кронштейни 1, 3, встановлені на стиках хвостових частин посилених нервюр 5 крила, заднього лонжерона крила 6 і 2 балки хвостової частини крила. Тут вісім опор 1, 3 на крилі і стільки ж вузлів навішування (3' і 1') на елеронах. Як торцеві опори для обох секцій елеронів застосовані опори 1 і 1' типу консольний болт (див. рис. 1, б). Одна з опор такого типу (середня) є загальною для обох секцій. На рис. 1, б справа - елерон 9, на торцевій нервюрі якого встановлений кронштейн з гніздом і сферичним підшипником вузла 1 під консольний болт 11. Зліва на цьому ж малюнку показаний кронштейн 10 на посиленій нервюрі 5 крила, в гнізді якого (вузол 1) закріплений консоль болт 11.
Три близько розташованих кронштейна 3 на крилі і три середніх вузла навішування 3' на елероні мають тільки один ступінь свободи і фіксують положення елерону щодо крила. Ці вузли на елероні (рис. 1, в) виконані у вигляді кронштейнів 14 з двома вушами, закріплених на лонжероні елерону 15. Верхніми вушками 13 елерон за допомогою проміжних сережок 12 навішується на кронштейни 3 крила, а до нижніх провушин . На двох посилених нервюрах, що підвищують жорсткість на кручення елерону, попереду його носіння встановлено зосереджений балансувальний вантаж 7 (див. рис. 4.12, а), що забезпечує 100-відсоткову вагову балансування елерону (збіг його ЦМ з віссю обертання). Це необхідно для запобігання згинально-елеронного флаттера. Висока жорсткість на кручення невеликого по розмаху елерону з великим числом (вісім) опор зменшує його деформації, в тому числі і закручування. Останнє зменшує небезпеку виникнення флаттера.