Zrównoważony ster
.PNG)
Zrównoważone stery są używane zarówno na statkach, jak iw samolotach. Oba mogą wskazywać część powierzchni steru przed zawiasem, umieszczoną w celu obniżenia obciążeń sterujących potrzebnych do obrócenia steru. W przypadku statków powietrznych metodę można również zastosować do sterów wysokości i lotek ; wszystkie trzy powierzchnie sterowe samolotu mogą być również zrównoważone masowo , głównie w celu uniknięcia trzepotania aerodynamicznego .
Statki
Ster wyważony to ster, w którym oś obrotu steru znajduje się za jego przednią krawędzią. Oznacza to, że gdy ster jest obracany, ciśnienie wody wywołane ruchem statku w wodzie oddziałuje na przednią część, wywierając siłę, która zwiększa kąt wychylenia, przeciwdziałając w ten sposób ciśnieniu działającemu na rufową część, która działa na zmniejszyć kąt odchylenia. Stopień półwyważenia jest normalny, aby uniknąć niestabilności steru, tj. obszar przed czopem jest mniejszy niż obszar z tyłu. Pozwala to na poruszanie sterem przy mniejszym wysiłku niż jest to konieczne w przypadku niezrównoważonego steru.
Zrównoważony ster został wynaleziony przez Isambarda Kingdom Brunela i po raz pierwszy użyty na SS Great Britain , zwodowanym w 1843 r. Jednak wyważone stery były używane znacznie wcześniej, co widać na statkach ze skarbami w Chinach Ming na początku XV wieku
Samolot
.jpg)
Sterowanie statkami powietrznymi jest skomplikowane ze względu na ich ruch w trzech wymiarach, odchyleniu , pochyleniu i przechyle , a nie w jednym, ale istnieje podobna potrzeba zmniejszenia obciążeń, poruszanych w taki sam sposób, jak na statku z częścią powierzchni wystającą do przodu zawias. Nazywa się to równowagą aerodynamiczną. Ponadto, ponieważ powierzchnie sterowe samolotu są montowane na elastycznych konstrukcjach, takich jak skrzydła, są podatne na oscylacje („trzepotanie”), co jest niebezpiecznym efektem, który można wyleczyć, ustawiając środek ciężkości (cg) powierzchni sterowej na linii zawiasu . Nazywa się to równoważeniem masy.
Równoważenie aerodynamiczne
Zasada jest stosowana na sterach , sterach wysokości i lotkach , z metodami udoskonalonymi przez lata. Dwie ilustracje sterów samolotów, opublikowane przez Flight Magazine w 1920 r., ilustrują wczesne formy, zarówno z zakrzywionymi przednimi , jak i tylnymi krawędziami . Oba są zamontowane w taki sposób, że powierzchnia powierzchni równoważącej przed zawiasem jest mniejsza niż powierzchnia steru z tyłu. Przez lata wypróbowywano różne układy, generalnie z mniejszymi obszarami równowagi / steru. Większość z nich należy do jednej z dwóch kategorii: wyważone rogowo , z niewielkimi przedłużeniami powierzchni sterowych przed liniami zawiasów na ich końcach, lub wyważone wstawkowo z przedłużeniem (przedłużeniami) powierzchni sterującej w wycięciach w ich stałej powierzchni nośnej. Lotki Frise wykorzystują wariant tej drugiej równowagi, z dziobem wznoszącej się powierzchni wystającej poniżej skrzydła, ale nie odwrotnie, aby zapewnić zarówno równowagę, jak i asymetryczny opór. Zbalansowane lotki Irvinga nie mają wypustek, ale wykorzystują zmiany ciśnienia wywołane odchyleniem lotek nad i pod skrzydłem, wykrywane przez szczelinę zawiasu, aby wspomagać ruch.
Równoważenie masy
Trzepotanie występuje, gdy powierzchnia sterowa jest przesunięta z zamierzonego odchylenia. Ponieważ lotki znajdują się na długich, wąskich skrzydłach, które mogą się skręcać pod obciążeniem, są powierzchnią najbardziej podatną na oscylacje. Jeśli środek ciężkości znajduje się za zawiasem, powierzchnia może poruszać się jak wahadło i podlegać wymuszonemu prostemu ruchowi harmonicznemu o rosnącej amplitudzie. Dodanie ciężarków wyważających, które sprawiają, że środek ciężkości i linia zawiasów pokrywają się, rozwiązuje problem. Obciążniki te mogą znajdować się w przedniej części powierzchni lub lżejsze masy przymocowane dalej przed zawiasem na zewnątrz.
Notatki
Bibliografia
Oscar Parkes Brytyjskie pancerniki ISBN 0-85052-604-3