Kann eine perfekte Drehkoordinationsautomatisierung erreicht werden, indem das Seitenruder mit dem Querruder verbunden wird?

Ich habe über das ERCO-Flugzeug gelesen, das anscheinend über ein Seitenruder-Querruder-Verbindungssystem verfügt, das koordinierte Kurven ermöglicht, ohne dass explizite Seitenrudereingaben erforderlich sind. Ich habe gehört, dass Piper Bungee-Seile für den gleichen Zweck hat.

Zwei Fragen:

  1. Führt eine solche physische Verbindung zu perfekt koordinierten Schwüngen unter allen Bedingungen? Oder ist es nur eine grobe Annäherung und ein geübter Pilot kann eine bessere Wendung ausführen?

  2. Warum automatisieren nicht viel mehr Zivilflugzeuge diese koordinierte Wendefunktion? Liegt es daran, dass es schwer zu automatisieren ist, oder möchte man eher, dass der Pilot die Fähigkeit behält, bei Bedarf auszurutschen und manchmal unkoordinierte Kurven auszuführen?

Nun, selbst wenn letzteres zuträfe, da 99 % aller Abbiegungen koordiniert sind, könnte man einfach eine Überschreibung für die automatische Koordinationsfunktion anbieten, oder?

Eine physische Verbindung ist ziemlich grob, aber mit einer Servo- / Rückkopplungsschleife wäre es nicht möglich, die Seitenruderpedale vollständig zu eliminieren?

Antworten (2)

Die mechanische Verbindung von der Steuersäule (Querruder) adressiert nur eines der Dinge, die die Koordination beeinflussen, das ungünstige Gieren . Es ist das bedeutendste, aber nicht das einzige. Andere Gründe, warum Sie im koordinierten Flug einen gewissen Ruderausschlag benötigen, sind:

  • Ausgleich für P-Faktor . Bei einem hohen Anstellwinkel (langsamer Flug) sieht das nach oben gerichtete Propellerblatt einen geringeren Anstellwinkel als das nach unten gerichtete Propellerblatt, wodurch eine Schubasymmetrie entsteht. Der Effekt hängt von Motorleistung und Drehzahl ab, was es zu komplex macht, ihn nur durch mechanische Verbindungen zu kompensieren.
  • Der rotierende Propeller-Windschatten erzeugt auch eine asymmetrische Kraft auf das Ruder, die je nach Motorleistung und Geschwindigkeit kompensiert werden muss.
  • Bei Heckschleppern erzeugt die Propellerpräzession ein ziemlich erhebliches Giermoment, wenn das Heck abhebt, das mit dem Seitenruder verbunden werden muss, da das Flugzeug sonst eine Bodenschleife haben könnte . Heckschlepper benötigen im Allgemeinen eine aktive Steuerung durch Ruder, da sie am Boden richtungsinstabil sind.
  • Bei mehrmotorigen Flugzeugen asymmetrischer Schub bei Triebwerksausfall. Für mehrmotorige Flugzeuge ist dies das bedeutendste Giermoment, das das Seitenruder kompensieren können muss.
  • Und nicht zuletzt braucht es Ruder, um die Holländerrolle zu dämpfen . Ich habe das noch nie als Problem bei Nutzflugzeugen gehört, aber es ist ein großes Problem für Transportflugzeuge und ein Grund, warum sie normalerweise mit einem Gierdämpfer ausgestattet sind .

Der Gierdämpfer ist ein Rückkopplungsregler , der die Querbeschleunigung und andere Parameter (Gier- und Rollrate) überwacht und das Seitenruder anwendet, um das Holländerrollen zu dämpfen, und auch um eine Koordination für vom Autopiloten geflogene Kurven bereitzustellen, bei denen der Autopilot normalerweise die Querruder und das Seitenruder direkt steuert oben bleibt der Gierdämpfer. Also ja, eine Koordination ist möglich, aber nicht über einfache mechanische Verbindungen. Und natürlich müssen die Ruderpedale immer noch da sein, damit ein unkoordinierter Flug aus einem der Gründe möglich ist, die bereits in Ron Beyers Antwort aufgeführt sind.

Für die in Ihren Aufzählungspunkten Nr. 1 und Nr. 2 (P-Faktor / Windschatten) beschriebene Kompensation wird das Kompensationsruder durch kontinuierliche asymmetrische Eingabe über Pedale während der gesamten Flugdauer bereitgestellt (das klingt ermüdend) oder gibt es eine andere Möglichkeit zur Bereitstellung eine anhaltende asymmetrische Rudereingabe? So etwas wie eine Trimmklappe / Trimmrad?
@curious_cat, nun, beide Effekte sind bei langsamer Geschwindigkeit signifikant, nicht bei hoher. Aber ja, Seitenruder (und Querruder) haben normalerweise auch eine Trimmung.

Das ERCO Ercoupe hat keine Ruderpedale, und sogar die armlose Pilotin Jessica Cox benutzte eine, um einen Pilotenschein zu machen.

Das größte Problem, das ich bei solchen Designs sehe, ist, wenn Sie ein unkoordiniertes Manöver wie eine Seitenwindlandung mit der Wing-Low-Technik durchführen möchten. Dazu müssen Sie die Steuerung in den Wind drehen (Flügel niedrig) und dann das Seitenruder in die entgegengesetzte Richtung verwenden, um Sie mit der Landebahn auszurichten. Sogar Seitenwindlandungen im Krabbenstil erfordern, dass Sie das Ruder einschlagen, um sich aufzurichten, bevor Sie den Bürgersteig berühren. Die Ausrüstung des Ercoupe ist so konzipiert, dass sie eine Landung im Krabbenzustand bewältigen kann, aber es ist ein bisschen rau für die Insassen.

Eine andere Operation, für die ich gerne das entgegengesetzte Ruder verwende, sind Notabstiege. Indem Sie das Flugzeug in den Tauchgang neigen und das Seitenruder verwenden, um Sie in der richtigen Richtung zu halten, können Sie eine ziemlich anständige Sinkrate erzielen, ohne "in die roten Zahlen" zu gehen, insbesondere in rauer Luft.

Ein weiteres Problem, das mir einfällt, ist die Lenkung. Dreirad-GA-Flugzeuge verwenden Ruderpedale, um das Flugzeug zu steuern, und Flugzeuge mit Schwenkrädern oder Heckschleppern benötigen Differentialbremsung und Ruderautorität. Das Ercoupe verwendet tatsächlich das Steuerrad zum Rollen, was die meisten Piloten zum Lachen bringt :).

Dies erklärt immer noch nicht, warum es kein Gestänge gibt, das den neutralen Punkt anpassen würde, um eine Koordination zu ermöglichen, sodass Kraft auf die Pedale nur verwendet würde, um einen unkoordinierten Flug zu erreichen. Und geht nicht darauf ein, wie gut die mechanische Verbindung überhaupt für eine Koordination sorgt.
Ja, gute Info, aber die Frage wurde nicht beantwortet.
Kann eine perfekte Drehkoordinationsautomatisierung erreicht werden, indem das Seitenruder mit dem Querruder verbunden wird?
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