V -образное или V -образное хвостовое оперение (иногда называемое хвостом-бабочкой [1] или V-образным хвостовым оперением Рудлицкого [2] [ нужна ссылка ] ) самолета представляет собой нетрадиционное расположение рулевых поверхностей хвостового оперения, которое заменяет традиционные вертикальные и горизонтальные поверхности. с двумя поверхностями, расположенными в V-образной конфигурации. В авиастроении он не получил широкого применения. Кормовая кромка каждой сдвоенной поверхности представляет собой шарнирную поверхность управления, называемую рулем направления, которая сочетает в себе функции руля направления и руля высоты .
V-образное хвостовое оперение было изобретено в 1930 году польским инженером Ежи Рудлицким [2] и впервые испытано на тренажере Hanriot HD.28, модифицированном польским аэрокосмическим производителем Plage и Laśkiewicz летом 1931 года .
Х-образное оперение экспериментального Lockheed XFV по существу представляло собой V-образное оперение, простиравшееся как над, так и под фюзеляжем.
Самый популярный самолет с традиционным V-образным хвостовым оперением, выпускавшийся серийно, — это Beechcraft Bonanza Model 35, часто известный как V-tail Bonanza или просто V-Tail . Другие примеры включают штурмовик-невидимку Lockheed F-117 Nighthawk и учебно-тренировочный самолет Fouga CM.170 Magister . Реактивный самолет Cirrus Vision SF50 является недавним примером гражданского самолета, использующего V-образное хвостовое оперение. Некоторые планеры, например Lehtovaara PIK-16 Vasama , были спроектированы с V-образным хвостовым оперением, однако серийные Vasama имели крестообразное хвостовое оперение . [3]
Blohm & Voss P 213 Miniaturjäger был одним из первых самолетов с перевернутым V-образным хвостовым оперением. Беспилотные летательные аппараты, такие как LSI Amber , General Atomics Gnat и General Atomics MQ-1 Predator, позже будут иметь этот тип хвоста. Сверхлегкие самолеты Ultraflight Lazair , которых было произведено более 2000, имели перевернутое V-образное хвостовое оперение, на котором также располагалось заднее шасси. [4]
В идеале, с меньшим количеством поверхностей, чем обычное хвостовое оперение с тремя аэродинамическими крыльями или Т-образное хвостовое оперение , V-образное хвостовое оперение легче и имеет меньшую площадь смачиваемой поверхности , поэтому, таким образом, создается меньше наведенного и паразитного сопротивления . Однако исследования NACA показали, что поверхности V-образного хвостового оперения должны быть больше, чем можно было бы предположить при простой проекции на вертикальную и горизонтальную плоскости, так что общая площадь смачиваемой поверхности примерно постоянна; Однако уменьшение поверхностей пересечения с трех до двух действительно приводит к чистому снижению сопротивления за счет устранения некоторого интерференционного сопротивления . [5]
Легкие реактивные самолеты, такие как Cirrus Vision SF50 , Eclipse 400 , Sonex SubSonex или беспилотный летательный аппарат Northrop Grumman RQ-4 Global Hawk, часто имеют силовую установку, расположенную снаружи самолета. В таких случаях используются V-образные хвостовые оперения, чтобы избежать размещения вертикального стабилизатора в выхлопе двигателя, что могло бы нарушить поток выхлопных газов, уменьшить тягу и увеличить износ стабилизатора, что со временем может привести к его повреждению. [6]
В военных самолетах V-образное оперение уменьшает количество прямых углов самолета, улучшая его характеристики малозаметности . [7]
В середине 1980-х годов Федеральное управление гражданской авиации провело повторную оценку Beechcraft Bonanza из соображений безопасности. Хотя Bonanza соответствовала первоначальным сертификационным требованиям, у него была история фатальных поломок в воздухе во время сильного стресса, частота которых превышала общепринятую норму. Этот тип был признан годным к полетам, а ограничения были сняты после того, как Beechcraft выпустила структурную модификацию в виде Директивы о летной годности . [8]
Для предотвращения рыскания самолетам с V-образным хвостовым оперением требуется более длинная задняя часть фюзеляжа, чем самолетам с обычным оперением . [ нужна цитация ] Эта тенденция, называемая «змейкой», была очевидна при взлете и посадке самолета Fouga CM.170 Magister , который имеет относительно короткий фюзеляж. [ нужна цитата ]
Рули направления — это поверхности управления на самолете с V-образным хвостовым оперением. Они расположены на задней кромке каждого из двух аэродинамических профилей , составляющих хвост самолета. Впервые рули направления, возможно, были применены на X-образном хвостовом оперении Coandă-1910 , хотя нет никаких доказательств того, что этот самолет когда-либо летал. [9] Более поздний Coandă-1911 летал с рулями направления на X-хвостовом оперении. [10] Позже польский инженер Ежи Рудлицки разработал первые практические рули направления в 1930 году, которые были испытаны на модифицированном тренажере Hanriot HD.28 в 1931 году.
Название представляет собой смесь слов «руль направления» и «лифт». В обычной конфигурации хвостового оперения самолета руль направления обеспечивает управление рысканием (горизонтальностью), а руль высоты обеспечивает управление тангажем (вертикальностью).
Рули направления обеспечивают тот же эффект управления, что и обычные поверхности управления, но за счет более сложной системы управления, которая приводит в действие поверхности управления в унисон. Рыскание, перемещение носа влево достигается на вертикальном V-образном хвостовом оперении путем перемещения педалей влево, что отклоняет левый руль направления вниз и влево, а правый руль направления вверх и влево. Обратное вызывает отклонение вправо. Танкирование носа вверх осуществляется путем перемещения колонки управления или ручки управления назад, что отклоняет левый руль направления вверх и вправо, а правый руль направления вверх и влево. Подача носа вниз производится путем перемещения колонки управления или ручки управления вперед, что вызывает противоположные движения руля направления. [11]
