Muss das Ruder während einer koordinierten Wende gehalten werden?

Wenn Sie die Querruder auslenken, erhöhen Sie den Auftrieb auf einer Seite des Flügels und verringern ihn auf der anderen Seite. Dies bewirkt eine parallele Zunahme des lokal induzierten Widerstands, wo der Auftrieb erhöht wird und umgekehrt. Die Folge davon ist ein Giermoment, das durch Ruderausschlag korrigiert werden muss.

Sobald Ihre Querruder neutral sind, verschwindet dieses Giermoment, aber jetzt befindet sich Ihr Flugzeug in einer konstanten Gierbewegung, die die Fluggeschwindigkeit am äußeren Flügel erhöht und das Heck herumschwingt, sodass Ihr vertikales Heck einen gewissen Seitenschlupf sieht, selbst wenn Ihr Ball zentriert ist. Der Fluggeschwindigkeitsunterschied zwischen Innen- und Außenflügel verursacht einen gewissen Reibungswiderstandsunterschied, der versucht, das Flugzeug aus der Gierbewegung zu ziehen. Abhängig von der Neigung des Ruders, einem Schieben zu folgen, benötigen Sie etwas Druck, um die Gierbewegung aufrechtzuerhalten.

Es ist schwer, genauer zu werden, da die Details vom jeweiligen Flugzeug abhängen.

In den meisten Flugzeugen, die ich geflogen bin, müssen Sie auch einen gewissen Querruderausschlag beibehalten, um Ihren Querneigungswinkel konstant zu halten. Hier sind zwei Effekte, die gegeneinander wirken, also hängen die Details wieder vom jeweiligen Flugzeug ab. Ein Effekt entsteht durch die Fluggeschwindigkeitsdifferenz, die eine Auftriebsdifferenz zwischen Innen- und Außenflügel bewirkt. Um dies zu korrigieren, müssen Sie das Querruder gegen die Querneigung auslenken. Der andere Effekt entsteht durch die unterschiedlichen Fliehkräfte der Massen des Innen- und Außenflügels. Der gesamte Flügel bewegt sich mit der gleichen Winkelgeschwindigkeit, aber die Zentrifugalbeschleunigung ist das Produkt aus dem Quadrat der Winkelgeschwindigkeit und dem Radius Ihrer Bewegung. Da der äußere Flügel mit einem größeren Radius fliegt als der innere Flügel, werden die Massen des Flügels versuchen, das Flugzeug waagerecht zu ziehen. Dies erfordert einen Querruderausschlag in die Querneigung.

Betrachten Sie als Beispiel das automatische Flugsteuerungssystem (AFCS) des A7-E. Die A7-E ist ein Leichtangriffsjet aus der Vietnam-Ära, der eingesetzt wurde, bis er durch die F-18 ersetzt wurde. Ich vermute, dass sich das System zur Aufrechterhaltung des koordinierten Fluges seitdem nicht wesentlich verändert hat.

Das AFCS ist ein 3-Achsen-Autopilot mit Steuerungserweiterung. Es umfasst automatische Pitch-Trimmung, Fehlerüberwachung mit automatischer Trennung und Warnung. Es gibt 8 Betriebsmodi:

1. Gierstabilisierung
2. Steuerungserweiterung
3. Haltung halten
4. Kurs halten
5. Überschrift auswählen
6. Höhe halten
7. Automatisches Trägerlandesystem
8. Bodenkontrollierte Bombardierung

Der Betrieb des AFCS erforderte sowohl elektrische als auch hydraulische Energie.

Der Gierstabilisierungsmodus bot koordinierte Kurven mit einer Querruder-Seitenruder-Verbindung und eine Seitenrudertrimmung von bis zu 5 Grad in beide Richtungen. Die koordinierte Wende erfolgte automatisch, ohne Eingaben des Piloten. Der Giercomputer erhielt sein Signal von einem Querbeschleunigungsmesser, und die Bewegung der Ruderpedale legte dieses Signal auf Wartestellung. Wie bereits erwähnt, haben Sie, sobald Sie in der Luft sind, Ihre Füße von den Pedalen genommen. Ein Pilot könnte den Gierstabilisierungsmodus aktivieren und deaktivieren.

Ich ging zur Wartung, um das Wartungslogbuch des Flugzeugs zu lesen. Ich hatte einen Start und war auf dem Weg zum Flugdeck. Dies ist aus meiner Erinnerung von vor über 30 Jahren, aber nichtsdestotrotz ist es ziemlich genau. Es gab rosa Slips und gelbe Slips. Pink Slips waren Wartungsprobleme, die das Flugzeug irgendwann zum Absturz gebracht hatten. Ich würde diese lesen, um einen Gesamtüberblick über die wiederkehrenden und sonstigen Probleme zu bekommen. Gelbe Zettel waren: "Hey, behalte das im Auge. Wir haben das Flugzeug nicht abgeschossen, aber ..."

Die Mission umfasste ungewöhnliche Einstellungen und Flüge mit niedriger Geschwindigkeit, die bei Luftkampfmanövern üblich sind. Ich schaute über das Logbuch und bemerkte, dass das AFCS ein gelbes Blatt hatte und erklärte, dass das System an einem Punkt in einem früheren Flug abrupte Rudersteuerungseingaben initiiert hatte. Es war gelb, weil die Wartung das Problem nicht reproduzieren konnte. Ich habe die Punkte nicht verbunden, obwohl Sie es vielleicht getan haben.

Ich habe nicht viel über das gelbe Blatt nachgedacht, weil ich nie Probleme mit dem AFCS-System hatte. Außerdem war es automatisch und so interagierte ich selten damit, außer um den Schalter zu drücken, der es aktivierte.

Im Hundekampf landete ich mit 0 Fluggeschwindigkeit bei etwa 20.000 Fuß auf dem Rücken. Das AFCS befahl versehentlich eine abrupte Rudereingabe. Ein abfliegendes Flugzeug mit einer Giereingabe sind die Bedingungen, die für eine Drehung erforderlich sind.

Und Spin tat ich.

Die AFCS-Gierstabilisierung ist großartig, um dem Piloten zu ermöglichen, sich auf andere Aufgaben zu konzentrieren, als auf die Drehnadel zu schauen, wie z. B. die Suche nach dem Feind bei Ihrer 6. Man muss jedoch immer bedenken, dass automatische Systeme oft halbwegs schlau sind.

Wie viel Seitenrudereingabe Sie während einer Wende benötigen, hängt vom Flugzeug ab. Solange der Ball nicht in der Mitte ist, wirkt eine seitliche Kraft auf das Flugzeug, da es nicht in die Richtung fliegt, in die es zeigt, und es gibt eine seitliche Komponente des relativen Windes, der auf den Rumpf wirkt. Bei einigen Flugzeugen wird während einer Kurve ein wenig Seitenruder benötigt; Bei anderen wird das Ruder benötigt, wenn die Kurve eingeleitet wird, aber die Rudereingabe kann entspannt werden, bis Sie aus der Kurve rollen, wenn Sie möglicherweise ein wenig entgegengesetztes Ruder benötigen.

Was das Zentrierungsverhalten der Ruderpedale betrifft, denke ich, dass die Pedale der meisten Flugzeuge dazu neigen, sich aufgrund aerodynamischer Kräfte auf das Ruder selbst zu zentrieren. Wenn das Flugzeug stationär auf dem Boden steht, können die Pedale dort bleiben, wo sie gelassen wurden. Viele Flugzeuge verwenden die Seitenruderpedale, um das Bugrad zu steuern (das normalerweise zum Rollen eingestellt ist), wodurch sich das Pedal etwas unterschiedlich anfühlt, je nachdem, ob sich das Flugzeug am Boden oder in der Luft befindet und wie schnell es rollt oder fliegt.

Alte Frage, aber relevant für neue Leser. Dies ist eine Frage, die Sie jemandem stellen, der tatsächlich den Flugzeugtyp geflogen ist, an dem Sie interessiert sind. Aufgrund von Unterschieden im Flügel- und Leitwerksdesign gibt es keine allgemeine Regel.

Ein zweiflügeliges Flugzeug mit hohem Flügel benötigt beim Wenden erhebliche Seitenruder- und Querrudereingaben, aber ein "Warbird" -Typ mit niedrigem Flügel, der so konstruiert ist, dass er mit der rechten Seite nach oben, auf dem Kopf, auf der Seite usw. fliegt, hat viel weniger eingebaute "aufrichtende" Eigenschaften und ist dafür da Wille halten viel leichter eine Bank, wenn sie gerollt werden, daher der Begriff "Bank und Yank" (Aufzug).

Das Ruder hilft im Allgemeinen bei der Koordination der Wende, da der schnellere Außenflügel mehr Luftwiderstand hat. Aber auch hier kommt das Design ins Spiel. Der Seitenleitwerksbereich hilft, das Flugzeug mit oder ohne zusätzliches Seitenruder in die Kurve zu gieren. So ist es möglich, das Flugzeug zu drehen, wie es bei Verkehrsflugzeugen der Fall ist.

Soweit die Ruder "in der verschobenen Position bleiben", glauben Sie mir, Sie werden sie bewegen, wenn das Flugzeug nicht das tut, was Sie wollen.

Das Ruder ist also, wie bei allen Bedienelementen, da, wenn Sie es brauchen. So sind qualifizierte Ausbilder. Nehmen Sie eine Lektion in Ihrem Typ, es wird die Investition wert sein.