РУЛЬ НАПРАВЛЕНИЯ САМОЛЕТА

Полезная модель относится к области авиационной техники и может быть использована преимущественно на самолетах с двигателями, устанавливаемыми на консолях крыла.
Руль направления устанавливается на вертикальном оперении самолета и выполняется в виде поворотной хвостовой части вертикального оперения. Основное назначение руля направления состоит в обеспечении курсового управления самолетом в нормальном режиме полета и возможности безопасного продолжения и завершения полета самолета в случае не симметричного отказа одного или нескольких двигателей на консолях крыла. В такой аварийной ситуации от руля направления требуется очень высокая аэродинамическая эффективность для парирования большого момента рыскания, возникающего при отказе двигателя. В ряде случаев, для обеспечения необходимой высокой аэродинамической эффективности руля направления используют двухзвенный руль направления, который выполняют в виде двух поворотных звеньев с близкими размерами хорд, расположенными друг за другом с отклонениями переднего звена на углы до 20° относительно местной хорды вертикального оперения и заднего звена на углы до 20° относительно хорды переднего звена руля направления. Двухзвенные рули направления обладают наибольшей аэродинамической эффективностью и используются на ряде отечественных транспортных самолетов Ан-72; Ан-74; Ан-70 (см. например, О.В. Флоринский «Практическая аэродинамика самолета Ан-74», Киев, изд-во «АэроХобби», 2007 г стр. 11-12), а также на многих зарубежных самолетах, например, Боинг 747SP (см. например, Boeing 747SP Ro11-Out, Flight №3454, 1974 г), военно-транспортных самолетах США: С-16; С-17, на грузопассажирском самолете СВА-123 «Вектор» производство Бразилии (см. например, Interavia Air Letter, 1986, 9/IX №11080 p. 7-8).
Основными недостатками двухзвенных рулей направления являются сложность конструкции, необходимость использования мощных силовых приводов, большой вес и стоимость обслуживания двухзвенного руля направления.
По техническим признакам двухзвенный руль направления самолета, состоящий из переднего и хвостового поворотных звеньев с близкими размерами хорд, расположенных друг за другом, наиболее близок к предполагаемой полезной модели и является ее прототипом.
Задачей и техническим результатом полезной модели являются уменьшение сложности конструкции руля направления, уменьшение мощности его силового привода и снижение веса руля направления самолета.
Решение задачи и технический результат достигаются тем, что у руля направления самолета, установленного в хвостовой части вертикального оперения самолета и состоящем из переднего и хвостового поворотных звеньев, расположенных друг за другом, хвостовое звено выполнено с размером хорды равным 1%-4% местной хорды вертикального оперения и поворачивающимся в сторону поворота переднего звена руля до 90° относительно хорды переднего звена руля направления.
На фиг. 1 представлен вид в плане вертикального оперения самолета с предлагаемым рулем направления.
На фиг. 2 представлено сечение вертикального оперения самолета с предлагаемым рулем направления в отклоненном и не отклоненном положениях.
Предлагаемый руль направления самолета является частью вертикального оперения 1, расположен в его хвостовой части и состоит из переднего 2 и хвостового 3 поворотных звеньев, расположенных друг за другом (фиг. 1). Хвостовое звено руля направления выполнено с размером хорды равным 1%-4% местной хорды вертикального оперения. Хорда хвостового звена руля Вхз отсчитывается от оси его поворота до его задней кромки (фиг. 2) Местной хордой В вертикального оперения считается отрезок прямой линии проходящий от носка вертикального оперения до задней кромки хвостового звена при не отклоненном положении звеньев руля параллельно строительной горизонтали самолета (СГФ) на высоте соответствующего сечения руля направления (фиг. 1). Хорда переднего звена руля Впз отсчитывается от оси его поворота до оси поворота хвостового звена 3 (фиг. 2). Хвостовое звено 3 руля направления выполнено поворачивающимся в сторону поворота переднего звена 2 на угол до 90° относительно хорды переднего звена Впз (фиг. 2).
На режимах полета не требующих создания больших моментов рыскания, например, на крейсерском режиме полета, управление по курсу может проводиться за счет отклонения только хвостового звена руля направления.
При необходимости увеличения управляющего момента рыскания проводится совместное отклонение в одну сторону переднего звена руля на угол до 20° относительно местной хорды вертикального оперения и хвостового звена руля на угол до 90° относительно хорды переднего звена руля направления (фиг. 2).
Экспериментальные исследования на модели самолета с предлагаемым рулем направления в аэродинамической трубе показали, что при совместном отклонении в одну сторону переднего звена руля направления на угол 20° относительно местной хорды вертикального оперения и заднего звена на угол 90° относительно хорды переднего звена достигается наибольшая величина управляющего момента руля направления не меньшая чем на известном двухзвенном руле направления.
Уменьшение размеров хвостового звена руля направления дает возможность существенно упростить конструкцию руля, уменьшить мощность его силового привода и снизить вес руля направления.