STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - I Stabilizační plocha pomocná vztlaková plocha, která stabilizuje letový režim ("vhodné letové vlastnosti při odchylkách z ustáleného letového režimu) Stabilita: vznik silových účinků při odchylkách z letového režimu působící proti těmto odchylkám vratné síly a momenty Odchylky - vnější nežádoucí poruchy např. klopení při vlétnutí do vertikálního poryvu Stabilizační účinky: momentové malé síly na větších ramenech k těžišti letounu Koncepce ploch 1. stupeň pohyblivosti: - pevné - pohyblivé: - stavitelné na zemi - přestavitelné za letu částečná funkce kormidla - nedělené kombinov. funkce stab. plochy a kormidla 2. poloha vůči těžišti: - za těžištěm klasické uspořádání - před těžištěm kachní koncepce 3. uspořádání a charakter vyvozeného silového účinku: - vodorovné klopivý moment - svislé zatáčivý moment - šikmé (sdružené, motýlkové) klopivý i zatáčivý moment Kormidla pomocná vztlaková plocha, která zajišťuje nebo požadovaně mění letový režim (realizace potřebných aerodynamických sil a momentů) Řiditelnost: posouzení řízení (sil a výchylek na řididlech a kormidlech) pro: Realizace: - ustálené letové režimy ovladatelnost (statická řiditelnost) - přechody z ustálených režimů obratnost Řídící účinky: momentové obdoba stabilizačních účinků otočné části stabilizačních ploch, event celá otočná stab. plocha (nedělené) Ocasní plochy uspořádání stabilizační ploch + kormidel podélné a směrové stab. a řiditelnosti 1. Vodorovné stabilizátor + výškové kormidlo (dělené, nedělené, klasické, kachní) 2. Svislé kýlová plocha + směrové kormidlo (dělené výjimečně nedělené SR 71,) 3. Sdružené šikmé stabilizační plochy s kormidly - kombinovaná směrová i podélná stabilita a řiditelnost (řiditelnost stejné nebo diferencované výchylky) šípovitost OP: - oddálení a snížení nepříznivých transsonických jevů - zvětšení ramene působiště síly na OP k těžišti
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - II Specifikace OP dle počtu stabilizačních ploch a jejich vzájemné konfiguraci: Části OP: rohové aerodynamické odlehčení výškového kormidla výškové kormidlo vyvažovací (trim) a odlehčov. plošky horizont. stabilizátor kýlová plocha náběžná hrana kýlové plochy nosná skříň horizontál. stabilizátoru náběžná hrana horizontál. stabilizátoru směrové kormidlo nosná skříň kýlové plochy
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - III
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - IV Horizontální stabilizátor 1. Typy: - pevné - přestavitelné kombinace poloh stabilizátoru a kormidla pro nulové síly v řízení při požadovaném vyvažovacím momentu = nastavení s malou výchylkou kormidla tj., odporově výhodné - plovoucí (nedělené vodorovné ocasní plochy "NVOP") Pevný stabilizátor Přestavitelný stabilizátor Plovoucí stabilizátor
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - V přestavitelný stabilizátor B-747 pohybová matice a šroub kombinovaný dělený stabilizátor dělený stavitelný stabilizátor s výškovými kormidly ve funkci podélného i příčného řízení: stejné výchylky stabilizátoru a kormidla - podélná stabilita a řízení diferencované výchylky stabilizátoru a kormidel - příčné řízení
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - VI 2. Konstrukce a uspořádání horizontálního stabilizátoru a) konstrukčně pevnostní schéma (obdoba křídel): b) uspořádání: - nosníkové konstrukce (jednonosníkové, dvounosníkové), - nosníkové poloskořepiny, - poloskořepiny, - skořepiny, - přímé - šípové c) uchycení ke konstrukci: d) výšková poloha: - dělené nebo -průběžné, Dvounosníkový stabilizátor - na trupu, - na boku kýlové plochy či - na konci kýlové plochy (T ocasní plochy). Konstrukce přestavitelných stabilizátorů velkých dopravních letounů koncepce: šípovitá, u trupu dělená nosná skříň, připojená k vnitřní sekci (vnitřní centroplán), po sekcích odnímatelná náběžné části, zesílená kořenová oblast (změna šípovitosti) vnitřní centroplán: otočně uchycená nosná skříň k trupové přepážce pomocí závěsů na zadním nosníku, přední nosník - závěsy pro stavěcí silový mechanismus stavěcí mechanizmus centroplánu: hydraulický válec pohybový šroub
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - VII Konstrukce nosné skříně: 1. nosníkový typ se zesíleným potahem bez podélných výztuh, zvýšená hustota žeber, zesílený nosný potah, mnohostojinová zesílená kořenová část s tuhým kořenovým žebrem spoj přes závěsy na předním a zadním nosníku nosné skříně 2. poloskořepina (s vyztuženým potahem) více zatížené konstrukce kořenová část integrální panely s frézovanými podélníky přírubový spoj
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - VIII Konstrukce a stavění pomocí hydraulických válců děleného poloskořepinového stabilizátoru letounu L-1011
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - IX Kýlová plocha 1. Typy: - pevné - plovoucí výjimečně (letoun SR-71- specifické problémy s ohřevem závěsů, minimalizace plochy) 2. Koncepce: - jednoduchá - dvojitá + snížení stavební výšky, zvýšení účinnosti VOP - koncové OP nezastínění trupem (dopraní letouny s nosiči na hřbetě) - snížení účinnosti SOP (větší poměr. ztráty na menších plochách) - trojitá. 3. Konstrukce: - nosníkové (jednonosníkové, dvou nebo vícenosníkovoé) - nosníkové poloskořepiny - poloskořepiny - skořepiny 3. Uchycení: - pevné (uchycení k trupové přepážce, k povrchu) - dělené nosná skříň horizontál. stabilizátoru rohové aerodynamické dl hč í ýšk éh k idl dělená kýlová plocha s příčným vyztužením
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - X Konstrukce kýlových ploch velkých dopravních letounů - vícenosníkové nebo obdobně jako u stabilizátoru: - nosná skříň se zesíleným potahem a zhuštěným žebrováním bez podél. výztuh - poloskořepiny s vyztuženým potahem Poloskořepinová konstrukce s vyztuženým potahem kýlové plochy letounu B-737
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - XI Výškové kormidlo 1. Koncepce: - uchycené ke stabilizátoru: - nedělené (průběžné plocha) - dělené: - dvě samostatné plochy (levé a pravé VK) - segmentové (levé i pravé VK ze dvou částí, obdoba vnějších a vnitřních křidélek od určité rychlosti pouze vnitřní segmenty) - plovoucí (viz plovoucí stabilizátor) - sdružené výškové a směrové kormidlo (viz sdružené OP) 3. Konstrukce: - jednonosníkové s pomocným nosníkem (uchycení odlehčovací či vyvažovací klapky - malé sportovní letouny) - dvounosníkové (větší dopravní letouny viz schéma STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - II) - nosná skříň s hustým žebrováním (velké dopravní letouny) - integrální konstrukce (plovoucí VK nadzvukových voj. Letounů) Segmentová konstrukce výškového kormidla letounu DC-10 (hydraulické válce, tlumiče)
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - XII Konstrukce výškového kormidla letounu L-1011 Třínosníková konstrukce výškového kormidla se sendvičovým potahem Vysoká tuhost panelů umožní snížit počet žeber
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - XIII Směrové kormidlo Obdoba levé (pravé) části děleného výškového kormidla uchyceného k horizontálním stabilizátoru: 1. jednonosníkové nosníkové konstrukce (malé sport letouny) poloskořepiny s nosnou skříní, vícenosník. panel. konstrukce (velké doprav. letouny) 2. segmentování: - horizontální (snížení deformací kýlové plochy při větších rychlostech) - vertikální dvojité kormidlo (zvýšení aerodynamické účinnost efektivnější zakřivení, větší výchylky kormidla pro odtržení, složitější ovládání) směrové kormidlo letounu L-1011 čtyřsegmentové směrové kormidlo letounu DC-10
STABILIZAČNÍ PLOCHY A KORMIDLA - XIV Flutter kormidel Těžiště kormidla za osou otáčení: setrvačná síla S k od impulzu (poryv, ) vychyluje kormidlo I vych plochy s elastickým momentem M e proti M A kmitavý pohyb (amplitudy I a II): kýlo II r odle těžiště kormidla aerodynamická síla ýleného kormidla Y k moment k elastické osa M A torzní deformace nosné I II III S k Y k -M M E M A M = 0 +M S k Kritická rychlost flutteru V F rychlost letu při které se konstrukce rozkmitá se netlumenou (konstantní amplitudou) (harmonické kmitání) teoretická hranice pro posuzování flutteru Požadavek leteckých předpisů: V F > k V D (k>1) kritická rychlost flutteru mimi max. návrhovou rychlost (obálka násobků) Proti flutteru působí (zvýšení V F ): 1) 2) 3) 4) tuhost konstrukce nosné plochy tuhost řízení (torzní tuhost uchycení kormidla) minimální vůle v řízení (vymezení mrtvých chodů) snížení vzdálenosti těžiště kormidla za osou otáčení Prostředky používané pro oddálení flutteru: 1) hmotové vyvažování kormidel 2) hydraulické tlumiče