Рули высоты — это поверхности управления полетом , обычно в задней части самолета , которые управляют тангажем самолета , и, следовательно, углом атаки и подъемной силой крыла. Рули высоты обычно шарнирно прикреплены к хвостовому оперению или горизонтальному стабилизатору . Они могут быть единственной присутствующей поверхностью управления тангажем и иногда располагаются в передней части самолета (ранние самолеты и утки ) или интегрированы в задний «цельноповоротный хвостовой стабилизатор», также называемый плоскостью подъема или стабилизатором .
Руль высоты — это полезная система, которая управляет самолетом, горизонтальный стабилизатор обычно создает направленную вниз силу, которая уравновешивает момент опускания носа , создаваемый подъемной силой крыла, которая обычно применяется в точке (центр подъемной силы крыла), расположенной позади центра тяжести самолета . Эффекты сопротивления и изменения тяги двигателя также могут приводить к моментам тангажа, которые необходимо компенсировать с помощью горизонтального стабилизатора.
И горизонтальный стабилизатор, и руль высоты способствуют устойчивости по тангажу, но только руль высоты обеспечивает управление по тангажу. [1] Они делают это, уменьшая или увеличивая направленную вниз силу, создаваемую стабилизатором:
На многих низкоскоростных самолетах в задней части руля высоты имеется триммер , который пилот может регулировать для устранения сил на штурвальной колонке при желаемом положении и скорости полета. [2] Сверхзвуковые самолеты обычно имеют цельноповоротные хвостовые плоскости ( стабилизаторы ), поскольку ударные волны, создаваемые на горизонтальном стабилизаторе, значительно снижают эффективность шарнирных рулей высоты во время сверхзвукового полета. Самолеты с дельтавидным крылом объединяют элероны и рули высоты — и их соответствующие управляющие входы — в одну управляющую поверхность, называемую элевоном .
Рули высоты обычно являются частью хвоста, в задней части самолета. В некоторых самолетах поверхности управления тангажем находятся спереди, перед крылом. В самолете с двумя поверхностями этот тип конфигурации называется уткой ( французское слово , означающее «утка ») или тандемным крылом . Ранние самолеты братьев Райт были типа «утка»; Mignet Pou-du-Ciel и Rutan Quickie — тандемного типа. Некоторые ранние трехплоскостные самолеты имели передние рули высоты ( Curtiss/AEA June Bug ); современные трехплоскостные самолеты могут иметь как передние (утка), так и задние рули высоты ( Grumman X-29 ).
Существует несколько технологических исследований и разработок для интеграции функций систем управления полетом самолета, таких как элероны , рули высоты, элевоны , закрылки и флапероны, в крылья для выполнения аэродинамической цели с преимуществами меньшего: массы, стоимости, сопротивления, инерции (для более быстрого, более сильного реагирования на управление), сложности (механически проще, меньше движущихся частей или поверхностей, меньше обслуживания) и эффективной поверхности рассеяния для скрытности . Они могут использоваться во многих беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) и истребителях 6-го поколения . Два многообещающих подхода — гибкие крылья и струйная техника.
В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может менять форму в полете, чтобы отклонять поток воздуха. X-53 Active Aeroelastic Wing — это проект NASA . Adaptive Compliant Wing — это проект военных и коммерческих целей. [3] [4] [5]
В струйной технике силы в транспортных средствах возникают посредством управления циркуляцией, в котором более крупные и сложные механические части заменяются более мелкими и простыми струйными системами (щелями, которые испускают потоки воздуха), где большие силы в жидкостях отводятся меньшими струями или потоками жидкости с перерывами, чтобы изменить направление движения транспортных средств. [6] [7] [8] При таком использовании струйная техника обещает меньшую массу, стоимость (до 50 % меньше), а также очень низкую инерцию и время отклика, а также простоту.
