Warum sehe ich keine geteilten Querruder, die wie Spoiler nach oben und wie normale Querruder nach unten funktionieren? Ist das nicht ein guter Weg, um unerwünschtes Gieren loszuwerden?
Ungünstiges Gieren wird durch den unterschiedlichen Luftwiderstand für Querruder nach oben und unten verursacht, Querruder nach unten hat mehr Widerstand als Querruder nach oben; In dieser Konfiguration wird bei hochgefahrenem Querruder zusätzlicher Luftwiderstand aufgrund der Teilung erzeugt. –
Es ist möglich, ein geteiltes Querruder herzustellen, das tatsächlich (viel) weniger anfällig für ungünstiges Gieren wäre. Aber es gibt auch Nachteile:
Das obige Bild zeigt, wie ungünstiges Gieren eliminiert wird, ohne die Komplexität zu erhöhen: Das Frisé-Querruder hat eine untere Ecke, die hervorsteht, wenn es nach oben ausgelenkt wird, wodurch der Luftwiderstand erhöht wird.
Wie in der Antwort von @Mark angegeben, hatten die späteren Versionen B-52 ihre kleinen Querruder durch Spoiler ersetzt. Nicht um nachteiliges Gieren zu reduzieren, sondern um die Querruderumkehr zu eliminieren. Aus dem Wiki:
Aufgrund der Missionsparameter der B-52 wären nur bescheidene Manöver erforderlich, ohne dass eine Spin-Erholung erforderlich wäre.
B-52 vor den G-Modellen hatten sehr kleine Querruder mit einer kurzen Spannweite, die ungefähr ihrer Sehne entsprach. Diese "Fühler-Querruder" wurden verwendet, um dem Steuerjoch des Piloten Rückkopplungskräfte zuzuführen und die Rollachsen während heikler Manöver wie der Luftbetankung fein abzustimmen. Aufgrund des Verdrehens des dünnen Hauptflügels würden herkömmliche Querruder vom Außenbordklappentyp an Autorität verlieren und könnten daher nicht verwendet werden. Mit anderen Worten, eine Querruderaktivierung würde dazu führen, dass sich der Flügel verdreht und die Rollkontrolle untergräbt. Sechs Spoiler an jedem Flügel sind für den Großteil der Rollkontrolle verantwortlich. Die späten B-52G-Modelle beseitigten die Querruder vollständig und fügten jedem Flügel einen zusätzlichen Spoiler hinzu. Teilweise wegen des Fehlens von Querrudern waren die Modelle B-52G und H anfälliger für Holländerrollen.
Heutige Passagierflugzeuge mit hohem Unterschallpegel haben meistens zwei Querrudersätze, innen und außen, plus Spoiler. Querruder nach innen für den Einsatz bei hohen Geschwindigkeiten, auch um die Querruderumkehr zu eliminieren.
In dieser Konfiguration wird bei hochgefahrenem Querruder zusätzlicher Luftwiderstand aufgrund der Teilung erzeugt.
Betrachtet man das folgende Bild aus diesem NACA-Bericht , so ist ersichtlich, dass bei gleichem Auftriebskoeffizienten eine geteilte Klappe/Querruder weniger Luftwiderstand erzeugt als eine einfache Klappe/Querruder, insbesondere bei hoher AoA:
Mit einer geteilten Klappe/einem Querruder passiert also tatsächlich das Gegenteil von dem, was Sie erreichen möchten.
Auch für das Nickmoment werden ähnliche Ergebnisse erzielt, wobei die geteilte Klappe/Querruder das Moment weniger modifiziert als eine einfache Klappe/Querruder gleich sein.
Sowohl einfache als auch geteilte Klappen/Querruder wurden nach dem 2. Weltkrieg durch die effizienteren geschlitzten Klappen/Querruder ersetzt.
Bonusmaterial
Spoiler werden normalerweise verwendet, um den Luftstrom auf der Oberseite eines Flügels gut zu stören und im Grunde einen kontrollierten Strömungsabriss auszulösen.
Auch wenn sie als Spoiler bezeichnet und als primäre Steuerflächen verwendet werden können (ein typisches Beispiel ist die B-52 und viele, wenn nicht alle Düsenjäger), sollten sie nicht mit Querrudern als solchen verwechselt werden:
Der B52 hat "Spoilerons". Eine Rollsteuerung ist möglich, indem Spoiler unterschiedlich angehoben werden. Der Vorteil besteht darin, dass kein nachteiliges Gieren erzeugt wird.
Bei der B-52 entlastete dies den sehr hohen vertikalen Stabilisator früherer Modelle erheblich, der für Stabilität bei über 50.000 Fuß und hohen Unterschallgeschwindigkeiten benötigt wurde, für die der Pfeilflügelbomber nach Konstruktionsänderungen in den späten 1940er Jahren fliegen sollte , indem die Notwendigkeit von Rudereingaben beseitigt wird, um einem nachteiligen Gieren entgegenzuwirken.
Es funktioniert so gut, spätere Modelle haben überhaupt keine Querruder mehr. Spoiler tragen auch dazu bei, die Flügeldrehkräfte zu reduzieren, die Querruder bei höheren Fluggeschwindigkeiten erzeugen können.
Zunächst können wir geteilte Klappen aus der Referenz definieren und beachten: In der Frage gibt es kein Bild einer geteilten Klappe.
Was im oberen Bild abgebildet ist, ähnelt eher einem Spoiler .
Das mittlere Bild zeigt ein Profil ohne Ruderdurchbiegung und das untere zeigt eine nach unten gerichtete Klappendurchbiegung.
Es ist die Auslenkung nach unten, die ein nachteiliges Gieren verursacht. Differential-Spoiler bewirken ein Rollen in die Kurve hinein und nicht weg, wodurch das Ruder nicht mehr benötigt wird, um einem nachteiligen Gieren entgegenzuwirken.
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Aditya Sharma
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