Dihedral (düzlem)

Havacılıkta dihedral , her bir kanadın düzlemi ve yatay düzlemin oluşturduğu açıdır.
İki yüzlü geometrisinin yanı sıra kanadın gövde üzerindeki konumu ve sapma açısı gibi uçağın diğer özellikleri etkili bir dihedral belirler.
Etkili dihedron ve yalpalama stabilitesinin (yönsel) birleşik etkileri, uçağın yanal davranışını ( yuvarlanma ve sapma) analiz etmek için incelenir .

Dihedral geometri

Dihedral pozitif (kanatlar yukarı doğru) veya negatif (kanatlar aşağı doğru) olabilir. Dihedral , tipik Jodel kanadında veya F-4 Phantom II'de olduğu gibi kanat profilinin yalnızca bir bölümünü etkileyebilir . Kanat olumlu ve olumsuz çıkış yüzeyi hem sahipse, bir söz bir martı içinde kanat (İki yüz değiştiren yer en yüksek noktası olduğu zaman gölgelik bile ait) ya da ters bir martı içinde kanat (zaman yer nerede dihedral değişiklikler kanopinin en alt noktasıdır).

Yuvarlanma stabilitesi

Bir kanadın dihedrali, genellikle dönüş stabilitesinin bir koşulu olarak sunulur.
Statik olarak konuşursak, istikrarın olabilmesi için, kararlı dengenin bir başlangıç ​​koşulu olması gerekir. Havacılıkta, sözde "dengeli" uçuşta bile, başlangıç ​​yalpalama dengesi durumu çoğunlukla , pilot veya otomatik bir pilot tarafından kontrol edilen dengesiz bir dengedir . Bu istikrarsızlık düşüktür (sapma yavaştır) ve manuel pilotu engellemez; aynı şey, iki tekerlekli bir araç kullanmak için de geçerlidir, bu da yuvarlanma dengesizliğinin üstesinden gelmek anlamına gelir. Aerodinamik olarak, niceleme sembol vardır zift ve sapma stabilitesi , ancak herhangi bir devrilme denge katsayısı vardır . Sapma merdane üzerinde güçlü bir şekilde hareket ettiğinden, indüklenen yuvarlanma katsayısı (sapma ile ), bir yuvarlanma stabilitesi olmayan spiral stabilitesini (aşağıya bakınız) tanımlamak için yönsel stabiliteye müdahale eder .

Dihedral ve yuvarlanma kontrolü

Yalpalama hareketleri yuvarlanma hareketleriyle birleştirilir: bir yalpalama hareketi, yuvarlanma sırasında az çok güçlü bir harekete neden olur.

• Kanatçıklar olmadan "iki eksenli" bir düzlemle dengeli bir dönüş (kayma değil) yapabilirsiniz. Bunu yapmak için dümen çalıştırılır, uçak yana doğru gider (eğik saldırıda), ilerleyen kanat uzaklaşan kanattan daha fazla hava alır, daha fazla taşır, uçak yatar. Buna indüklenmiş rulo denir . Bu, yaklaşık 8 ° 'lik bir ortalama dihedral gerektirir.

• Kanatçıklarla donatılmış "üç eksenli" uçaklar için, dihedral, eğik bir saldırı (sapmada) spiral stabilite için yeterli indüklenmiş bir yuvarlanma oluşturacak şekilde oluşturulur (aşağıya bakınız). Akrobatik bir düzlemde, dihedron olmadan, neredeyse yalpalamadan kaynaklanan bir yuvarlanma yoktur: iki eksenin "ayrıştırılmış" olduğu söylenir.

Etkili dihedral

Clb olarak gösterilen etkili dihedral veya "dihedral etki", yalpalama açısının b bir fonksiyonu olarak yuvarlanma momentinin Cl varyasyonudur.

İki yüzlü etkinin değeri şunlara bağlıdır:

• kanadın dihedrali,
• kanadın gövde üzerindeki konumu. Kanadın yüksek konumu dihedral etkiyi artırır.
• kanatları ok. Geri ok, iki yüzlü etkiyi artırır; 5 derecelik arka ok yaklaşık 1 derece dihedral değerindedir.
• Saldırı açısı, özellikle Rutan VariEze gibi kanatlı uçaklar için . Dihedral etki görülme sıklığı ile artar.
• gövde ve yüzgecin enine kaldırması. Ağırlık merkezinin üzerinde üretilen yanal kuvvetler (yüksek sürüklenme) dihedral etkiyi artırır. Bir gövdenin olmaması (havacılığın başlangıcı) dihedral etkiyi azaltır.

İki yüzlü etki, spiral kararlılık sağlamak için yön kararlılığı ile birleşir . Bu, aşağıdaki dihedral değerlere yol açar:

• yüksek kanat

geri oksuz: zayıf pozitif veya sıfır dihedral arka ok ile: 4 ila 6 derece arasında negatif dihedral. ( B-52 , Galaxy C-5 , Antonov An-225 , Airbus A400M ), AV-8B Harrier II .

• düşük kanat

geri oksuz: pozitif dihedral, sık değer 4 ila 5 derece geri oklu: sıfır veya zayıf pozitif dihedral

Dihedralin yuvarlanma ve sapma üzerindeki etkisi

Yörüngenin bozulmasının yalpalama veya yalpalama ile ilgili olmasına bağlı olarak, pozitif bir dihedron, uçağı ilk dönüş açısından uzaklaştırmaya veya tersine hareket ettirmeye katkıda bulunur.

• Yuvarlanma bozukluğu  : Uçak bir yuvarlanma halinde yuvarlanırsa, ağırlığının ve kanatların kaldırma kuvvetinin toplamı, uçağın yana doğru hareket etmesine neden olur (eğik saldırı, sıfır olmayan sapma açısı). Uçak eğildiğinde, alt kanadın hücum açısı daha büyüktür; daha fazla yıpranır, bu, ilk yuvarlanma eğiminin tersi yönde bir yuvarlanma momenti yaratır. İki yüzlü ve ok nedeniyle, alçak kanadın yüksek kanattan daha büyük bir etkili kanat açıklığı vardır; kaldırma kuvveti yüksek kanadınkinden daha küçüktür. Sürtünmedeki bu fark, ilk merdane eğiminin tersi yönde indüklenmiş bir merdane üreten bir sapma torku ile sonuçlanır.
• Yalpalama bozukluğu  : Uçak esnerse (eğik saldırı), dihedral etki indüklenmiş yuvarlanmaya neden olur , bu da dihedral (ve ok) önemli olduğundan daha fazla. Bu durumda, indüklenen yuvarlanma, uçağı başlangıç ​​yuvarlanma açısından uzağa hareket ettirir. En zayıf dihedral etkiye sahip olan uçaktır (akrobasi uçağı: orta kanat, dihedral veya ok yok) ve o zaman ilk dönüş açısından en az sapması olacaktır. Basitlik için "ruloda en kararlı" diyebiliriz veya daha doğrusu en az istikrarsız diyebiliriz, ancak "rulo halinde" bu istikrar kavramının uygulanamayacağını gördük.

Dönüşteki eğime dihedralin etkisi

Uçak sırayla bir arızaya veya aşırı yatma durumuna tepki verecektir:

• Uçak çok eğilmişse , dönüşün iç tarafına doğru yanlamasına kayacaktır.
• Uçağın değilse banked yeterince olacaktır skid yersiz yanal.

Kayma durumunda:

• dihedral etkisi savrulma stabilitesine ağır basarsa, uçak düzleşir (dönüş eğimi azalır); Sözde spiral kararlılığımız var .
• dihedral etkisi yetersizse, uçak sürüklenmenin etkisi altında dönüşün içine doğru dönecektir; Yalpalama tarafından tetiklenen yuvarlanmanın etkisi altında, daha fazla yuvarlanma ve burun aşağıya yatacaktır: bu, spiral kararsızlığının "angaje dönüşü" özelliğidir.

Hollandalı rulo

Görüşün zayıf olduğu durumlarda pilotu kolaylaştırmak için (kavisli dönüşe neden olabilecek görsel referansların kaybı), seyahat uçakları her zaman pozitif spiral stabilitesine sahiptir (etkili dihedral, sapma stabilitesine ağır basar). Bu, çift salınımlarla türbülanslı koşullarda uçuşa neden olur ve yalpalama ve yuvarlanmada zamanda kaymaya neden olur: bu " Hollanda yuvarlanması " dır .

İlgili Makaleler

• Aerodinamik - Kanat aerodinamiğinin şartları
• İndüklenmiş rulo
• Spiral stabilite
• Hollandalı rulo

Notlar ve referanslar

1. kararlılığı son (DCI / da veya CLA) ve sapma bir saldırı adım açısı ve sapma açısı b (DCN / db veya Cnb),
2. ... artan saldırı açısı ile dihedral etkide olağan artış. Uçak Stabilitesi ve Kontrolü, sayfa 171 Abzug-Larrabee
3. "VariEze için ... Dihedral etkisi (Clb), 0 ila 20 ° arasındaki AOA aralığında 4 kat arttı." NASA TM 88354 - Canard Konfigürasyonlarının İşleme Niteliklerine Bir Bakış
4. Yön kararlılığı, özellikle dikey dengeleyicinin yüzeyine ve kaldıraç koluna bağlı olarak Cnb (sapma açısının b fonksiyonu olarak sapma momenti Cn'nin değişimi) not edildi
5. "Highwing. Dihedral etkisi yaklaşık 5 derece artar", Aiplane Stability and Control, sayfa 93 Abzug-Larrabee