Gibt es einen allgemeinen Ansatz für die Konstruktion eines trimmbaren Höhenleitwerks?

Man betrachtet immer beides in Kombination.

Der erste Schritt besteht darin, Schwanzvolumina zu verwenden , die zuvor funktioniert haben. Das reicht für die Vorplanung.

Wenn das Design weiter voranschreitet, müssen Sie Lastfälle abdecken, die Trimm- und Manövrieranforderungen kombinieren, und Sie verwenden Trimmeinstellungen und Höhenruderausschläge in Kombination. Der nutzbare Auslenkungsbereich ändert sich mit den Trimmeinstellungen, denn wenn das Höhenleitwerk einen beträchtlichen Abtrieb erzeugen muss, um ausgelenkte Fowler-Klappen am Flügel zu trimmen, kann es nicht die gleiche positive Höhenruderauslenkung vertragen wie im Geradeausflug mit leicht beladenem Höhenleitwerk.

Außerdem bestimmen Geschwindigkeit, Beladungsfaktor und Beladung den Abwindwinkel am Heck. Der nutzbare Stabilisatorbereich variiert mit dem Downwash-Winkel, sodass jeder Lastfall für sich betrachtet werden muss.

Als nächstes wählen Sie die Höhenleitwerksgröße und den Auslenkungsbereich aus, die alle Lastfälle abdecken, und überprüfen das Ergebnis im Windkanal und im Flugtest.

Trimmbare horizontale Stabilisatoren variieren von Ebene zu Ebene. Zum Beispiel hat die Cessna Cardinal eine kleine Lasche auf der Rückseite des Stabs, die vom Piloten mit einem Trimmrad im Cockpit geändert wird. Bei hohen Geschwindigkeiten wie 125 Knoten / 145 mph erfordert der Cardinal ziemlich viel Druck oder Zug, um die Steigung zu ändern. Wenn Sie klettern möchten, können Sie das Joch zurückziehen und dann etwas Trimmung einstellen, um den Steigungswinkel zu halten .

Im Vergleich zu vielen Piper-Stabilisatoren erweitert es nicht die volle Breite des Stichs.

Die Durchbiegung ist so ausgelegt, dass Sie den Stick bei der Landung nicht zurückhalten müssen. Wenn Sie endgültig herunterkommen, wählen Sie genug Trimmung, um einen stetigen Sinkflug zu fliegen, und haben dann immer noch die Steuerknüppelkontrolle übrig, um mit geringfügigen Auf-/Ab-Änderungen nach Bedarf durch Windblasen und so weiter fertig zu werden, und können sich dann zurückziehen, um die Landefackel abzuschließen .

(Bild oben ist Piper, unten ist Cessna).

Zunächst muss die Funktion des Höhenleitwerks im Verhältnis zu seinem Partner, dem Flügel, verstanden werden. Jockey und Pferd wirklich, vielleicht Regisseur und Sinfonie. Für Passagierflugzeuge (und große Frachttransporte, die wirklich keine Waren verschütten möchten) kann ein allgemeiner Ansatz für Konstruktionsparameter mit den folgenden Kriterien beginnen:

1. Um den AOA des Flügels zu kontrollieren und zu verhindern, dass der Flügel einen Stall-AOA ohne Befehl erreicht. Das bedeutet, dass der Hstab ausreichend groß sein muss, um als "Wetterfahne" zu fungieren und den AOA (relativen Wind) des Flügels konstant zu halten.

2. Um zu verhindern, dass der Netzmittelpunkt mit zunehmendem Anstellwinkel zu weit nach vorne driftet. Wenn sich der Flügel nach oben neigt, bewegt sich sein Clift nach vorne, aber wenn Hstab beginnt, ein Drehmoment von Heck nach oben / Nase nach unten beizutragen, das richtig ausbalanciert ist, heben sich die Effekte auf.

3. Im Falle eines ausgewachsenen Strömungsabrisses/Sinkens erhöht das schnellere Absenken der Nase als der vertikale Sinkflug die AOA. Andernfalls wird das Flugzeug in einen "Deep Stall" versetzt.

Konstrukteure haben die Wahl zwischen dem Airfoil-Ansatz, dem größeren Flachplatten-Ansatz oder einer Kombination aus beiden. Eine flache Platte mit niedrigem Aspekt könnte eine sichere Wahl für 3 sein, da sie ähnlich wie ein Fallschirm wirkt, um die Nase nach unten zu drücken, selbst wenn sie vollständig blockiert ist. Airfoils funktionieren für 1 und 2, müssen aber bei einem höheren AOA als der Flügel abwürgen.

Sobald der richtige Bereich festgelegt ist, kann die Bestimmung der maximalen Durchbiegungen wie folgt sein: Keine Durchbiegung sollte so groß sein, dass sie nicht von zwei anderen überwunden wird. Aus diesem Grund sind 3 Pitch-Regler möglicherweise besser: Hstab-Pitch-Trimmung (sehr langsam), Höhenruder (schwächer als Hstab im normalen Flug, höhere Raten für Notfälle verfügbar) und eine feine Trimmklappe (für kleinere Pitch-Anpassungen wie ein paar Knoten). Fluggeschwindigkeit). Der/die Pilot(en) steuern den Aufzug.

Wenn Hstab richtig konstruiert ist und die Schublinie korrekt ist, sollte dies zu einem sehr sicheren und stabilen Flugzeug führen. Obwohl offensichtlich von den jüngsten Ereignissen beeinflusst, kann eine Überprüfung der grundlegenden Konstruktionen den Ingenieuren helfen, in der Nähe der höchsten Sicherheitsstandards verankert zu bleiben, die für Passagiertransporter erforderlich sind.