Aileron est le gouvernail de roulis. Contrôle des aéronefs

2024 Auteur: Harold Hamphrey | [email protected]. Dernière modifié: 2023-12-17 10:13

Qu'est-ce qu'un aileron ? Il s'agit d'une commande aérodynamique (gouvernails de roulis), qui est équipée d'avions conventionnels et créée selon le schéma "canard". Les ailerons sont situés sur le bord de fuite des consoles d'aile. Ils sont conçus pour contrôler l'angle d'inclinaison des "oiseaux de fer": au moment de l'application, les gouvernails s'écartent dans des directions opposées, de manière différentielle. Pour que l'avion s'incline vers la droite, l'aileron gauche est dirigé vers le bas et l'aileron droit vers le haut, et vice versa.

Quel est le principe de fonctionnement des gouvernes de direction ? La force de portance est réduite dans la partie de l'aile, qui est placée devant l'aileron, relevée. Au niveau de la partie de l'aile située devant l'aileron abaissé, la force de portance augmente. Ainsi se forme un moment de force qui modifie la vitesse de rotation de l'avion autour d'un axe identique à l'axe longitudinal de l'engin.

Histoire

Où l'aileron est-il apparu pour la première fois ? Cet appareil étonnant a été installé sur un monoplan créé en 1902 par l'innovateur néo-zélandais Richard Percy. Malheureusement, sa voiture n'a effectué que des vols très instables et courts. Le premier avion à effectuer un vol en roulis parfaitement coordonné fut le 14 Bis, construit par Alberto Santos-Dumont. Avant deles commandes aérodynamiques ont remplacé la distorsion de l'aile des frères Wright.

Alors, étudions davantage l'aileron. Cet appareil présente de nombreux avantages. La surface régulatrice qui combine les volets et les gouvernes de roulis s'appelle le flaperon. Pour que les ailerons imitent la fonction des volets sortis, ils sont simultanément abaissés. Pour un contrôle du roulis à long terme, un simple virage différentiel s'ajoute à cette déviation.

Pour ajuster l'inclinaison des revêtements avec la disposition ci-dessus, un vecteur de poussée modifié des moteurs, des gouvernails à gaz, des spoilers, du gouvernail, la transformation du centre de masse de l'avion, le déplacement différentiel des gouvernails d' altitude et d'autres astuces peuvent également être utilisé.

Effets secondaires

Comment fonctionne l'aileron ? C'est un mécanisme capricieux qui présente quelques inconvénients. L'un des effets secondaires de son action est un léger lacet en sens inverse. En d'autres termes, lors de l'utilisation des ailerons pour virer à droite, l'avion peut se déplacer légèrement vers la gauche au moment de l'augmentation de l'inclinaison. Cet effet apparaît en raison de la différence de traînée entre les panneaux d'aile gauche et droit, causée par le changement de portance lorsque les ailerons oscillent.

La console d'aile, dans laquelle l'aileron est dévié vers le bas, a un grand coefficient de traînée. Dans les systèmes de contrôle actuels des "oiseaux de fer", cet effet secondaire est réduit par diverses méthodes. Par exemple, pour créer un roulis, les ailerons sont également déplacés encôté opposé, mais à des angles inégaux.

Effet inverse

D'accord, le contrôle de l'avion nécessite des compétences. Ainsi, sur les voitures à grande vitesse avec une aile considérablement allongée, l'effet des gouvernails à roulis inversés peut être remarqué. À quoi ressemble-t-il ?

Si le braquage d'un aileron situé près du bout d'aile provoque une charge de manœuvre, l'aile de l'avion se retourne et son angle d'attaque dévie. De tels événements peuvent atténuer l'effet du déplacement des ailerons ou conduire au résultat opposé.

Par exemple, s'il est nécessaire d'augmenter la portance de la demi-aile, l'aileron dévie vers le bas. De plus, une force vers le haut commence à agir sur le bord de fuite de l'aile, l'aile tourne vers l'avant et son angle d'attaque diminue, ce qui réduit la portance. En fait, l'effet des gouvernails de roulis sur l'aile pendant la marche arrière est similaire à l'effet d'un trim sur eux.

D'une manière ou d'une autre, l'inverse des gouvernails de roulis a été trouvé sur de nombreux avions à réaction (en particulier sur le Tu-134). Soit dit en passant, sur le Tu-22, à cause de cet effet, le nombre de Mach maximum a été réduit à 1, 4. En général, les pilotes étudient longtemps le contrôle des ailerons. Les méthodes les plus courantes pour empêcher l'inversion de roulis sont l'utilisation d'ailerons de spoiler (les spoilers sont situés près du centre de la corde de l'aile et ne la font pratiquement pas se tordre lorsqu'elle est relâchée) ou l'installation d'ailerons supplémentaires près de la section centrale. Si la deuxième option est présente, des gouvernails de roulis externes (situés près des pointes) sont nécessaires pour un contrôle productif surles basses vitesses sont désactivées à hautes vitesses, et le contrôle latéral est effectué par des ailerons internes, qui ne s'inversent pas en raison de l'impressionnante rigidité de l'aile présente dans la section centrale.

Systèmes de contrôle

Et maintenant, considérez le contrôle de l'avion. Un groupe de véhicules embarqués qui garantissent la régulation du mouvement des "oiseaux d'acier" s'appelle le système de contrôle. Étant donné que le pilote est situé dans le cockpit et que les gouvernails et les ailerons sont situés sur les ailes et la queue de l'avion, une connexion constructive est établie entre eux. Il lui appartient de s'assurer de la fiabilité, de la facilité et de l'efficacité du contrôle de la position de la machine.

Bien sûr, lorsque les surfaces de coordination sont déplacées, la force qui les affecte augmente. Cependant, cela ne doit pas entraîner une augmentation inacceptable de la tension sur les leviers de réglage.

Le mode de contrôle de l'avion peut être automatique, semi-automatique et manuel. Si une personne fait fonctionner les instruments de pilotage à l'aide de la force musculaire, alors un tel système de contrôle est appelé manuel (régulation directe de la doublure).

Les systèmes à administration manuelle peuvent être hydromécaniques et mécaniques. En effet, nous avons constaté que l'aile d'un avion joue un rôle important dans la maniabilité. Sur les machines de l'aviation civile, le réglage de base est effectué par deux pilotes à l'aide de dispositifs cinématiques qui régulent les forces et les mouvements, commandent les doubles leviers, le câblage mécanique et les gouvernes.

Si le pilote contrôle la machine à l'aide de mécanismes etdes dispositifs qui assurent et améliorent la qualité du processus de pilotage, alors le système de contrôle est dit semi-automatique. Grâce au système automatique, le pilote ne contrôle qu'un groupe de pièces autonomes qui créent et modifient les forces et les facteurs de coordination.

Complexe

Le moyen de contrôle de base du paquebot est un complexe de dispositifs et de structures embarqués, à l'aide desquels le pilote active les moyens de réglage qui changent le mode de vol ou équilibrent la voiture dans un mode donné. Cela comprend les gouvernails, les ailerons, le stabilisateur réglable. Les éléments qui garantissent le réglage des détails de contrôle supplémentaires (volets, spoilers, becs) sont appelés wing lift ou contrôle auxiliaire.

Le système de coordination de base du paquebot comprend:

manettes de commande sur lesquelles le pilote agit en les déplaçant et en leur appliquant une force;
mécanismes spéciaux, dispositifs exécutifs et automatiques;
câblage pilote reliant les systèmes de commande de base aux leviers de commande.

Gouvernance performante

Le pilote effectue un contrôle longitudinal, c'est-à-dire qu'il modifie l'angle de tangage, en éloignant le manche de lui-même ou vers lui-même. En tournant le volant à gauche ou à droite et en déviant les ailerons, le pilote met en œuvre un contrôle latéral, inclinant la voiture dans la bonne direction. Pour déplacer le gouvernail, le pilote appuie sur les pédales, qui servent également à contrôler le train d'atterrissage avant pendant que le paquebot se déplace au sol.

En général, le pilote est le maillon principal des systèmes de contrôle manuels et semi-automatiques, et les volets, ailerons et autres parties de l'avion ne sont qu'un moyen de se déplacer. Le pilote perçoit et traite les informations sur la position de la voiture et des gouvernails, les surcharges existantes, élabore une décision et agit sur les leviers de commande.

Exigences

Le contrôle de base de l'aéronef doit répondre aux exigences suivantes:

Lors du contrôle de la machine, les mouvements des jambes et des bras du pilote, nécessaires pour déplacer les leviers de commande, doivent coïncider avec les réflexes humains naturels qui apparaissent lors du maintien de l'équilibre. Déplacer le manche de commande dans la bonne direction devrait faire bouger "l'oiseau d'acier" dans la même direction.
La réaction de la doublure au déplacement des leviers de commande devrait avoir un léger retard.
Au moment de la déviation des instruments de commande (gouvernails, ailerons, etc.), les efforts appliqués aux poignées de commande doivent augmenter progressivement: ils doivent être dirigés dans le sens opposé au mouvement des poignées, et la quantité de travail doit être coordonnée avec le mode de vol de la machine. Ce dernier aide le pilote à avoir une "sensation de contrôle" de l'avion.
Les gouvernails doivent agir indépendamment les uns des autres: une déviation, par exemple, de la gouverne de profondeur ne peut pas provoquer une déviation des ailerons, et vice versa.
Les angles de décalage des gouvernes sont nécessaires pour assurer la probabilité que la voiture vole dans tous les modes de décollage et d'atterrissage requis.

Nous espérons que cet article vous a aidé à comprendre le but des ailerons et à comprendregestion de base des "oiseaux d'acier".