Энциклопедия техники - аэродинамическая компенсация

— уравновешивание шарнирного момента (ШМ) аэродинамическими силами (различают собственно А. к. и сервокомпенсацию); устройства для уменьшения шарнирного момента органа управления (ОУ). По принципам действия и конструктивному исполнению устройств различают осевую, внутреннюю и роговую А. к. Вследствие простоты конструктивного исполнения и хороших аэродинамических данных наибольшее распространение получили осевая А. к. и осевая А. к., совмещённая с сервокомпенсацией.

Осевая аэродинамическая компенсация — часть ОУ , расположенная впереди его оси вращения и простирающаяся по всему его размаху. Суть осевой А. к. состоит в смещении оси вращения ОУ к его центру давления, в результате чего при отклонении ОУ на части поверхности ОУ, расположенной перед осью вращения, аэродинамические силы создают момент, противоположный моменту, возникающему на части поверхности, расположенной за осью вращения (происходит компенсация ШМ). Слишком сильное смещение оси вращения к центру давления может приводить к перекомпенсации. Осевая А. к. характеризуется относительной хордой (Ь) = bок/b и относительной площадью осевой компенсации (S)ок, равной отношению площади поверхности Sок осевой компенсации к общей (габаритной) площади поверхности S ОУ и выражаемой обычно в процентах: Sок = 100%*Sок/S. С увеличением относительной площади осевой А. к. ШМ ОУ, как правило, уменьшается. На значение ШМ оказывает влияние не только Sок, но и форма профиля. Наиболее распространены формы профиля осевой компенсации в виде окружности, параболы, эллипса и клина. С увеличением «полноты» профиля осевой А. к. при (3)ок = const ШМ ОУ уменьшается. С увеличением площади осевой компенсации, а также полноты носка, наряду с уменьшением ШМ ОУ, заметно усиливается нелинейный характер изменения коэффициент ШМ mш ОУ от угла его отклонения, в результате чего при больших углах отклонения эффективность осевой компенсации уменьшается из-за срыва потока с носка ОУ, и ШМ резко возрастает. Поскольку эффективность органов управления также зависит от площади поверхности осевой компенсации и формы её профиля, что особенно заметно при больших углах отклонения ОУ, то с увеличением Sок и полноты формы профиля осевой А. к. эффективность ОУ сохраняется до меньших углов его отклонения по сравнению с ОУ без осевой компенсации или осевой А. к. с меньшей полнотой носка.

Внутренняя аэродинамическая компенсация представляет собой компенсирующую пластину впереди оси вращения ОУ по всему его размаху. Компенсирующая пластина располагается в полости, которая соединена с внешним пространством узкими щелями в местах сопряжения ОУ с несущей поверхностью. Верхняя часть полости отделена от нижней герметичным устройством (обычно гибкая перегородка из прорезиненной ткани).

При отклонении ОУ возникает разность давлений на его верхней и нижней поверхностях. Эта разность давлений в зоне оси вращения передаётся через щели внутрь полости и действует на компенсирующую пластину, создавая ШМ, обратный по знаку создаваемому основной частью ОУ, расположенной за осью вращения. Внутренняя А. к. наиболее эффективна на больших скоростях полёта, но при этом возникают сложности при её размещении в тонких профилях, характерных для скоростных летательных аппаратов. Кроме того, преимуществом внутренней А. к. является то, что компенсирующая пластина не вносит никаких дополнительных возмущений в поток при отклонении ОУ. Внутренняя компенсация обладает меньшей эффективностью как средство уменьшения ШМ по сравнению с осевой А. к. при одинаковых значениях относительной площади компенсации.

Роговая аэродинамическая компенсация является частью ОУ, расположенной впереди оси вращения в концевых его частях. Роговые компенсаторы создают ШМ относительно оси вращения ОУ обратного знака по сравнению с моментом, который создаёт основную его поверхность. Обычно ОУ с роговой компенсацией характеризуется большой относительной хордой компенсатора, который при больших углах отклонения и больших скоростях ухудшает обтекание несущей поверхности, что может привести к преждевременным нежелательным вибрациям. На практике роговую компенсацию, как правило, применяют совместно с осевой, что позволяет в большей степени влиять на изменение ШМ ОУ в зависимости от угла атаки. Кроме того, упрощается весовая компенсация ОУ с роговой А. к. благодаря размещению груза и роговом компенсаторе. Авиация: Энциклопедия. — М.: Большая Российская Энциклопедия

Главный редактор Г.П. Свищев

1994