Рули высоты — это поверхности управления полетом , обычно расположенные в задней части самолета , которые контролируют тангаж самолета и, следовательно, угол атаки и подъемную силу крыла. Рули высоты обычно шарнирно крепятся к хвостовому оперению или горизонтальному стабилизатору . Они могут быть единственной существующей поверхностью управления по тангажу и иногда располагаются в передней части самолета (ранние самолеты и передние утки ) или интегрированы в задний «цельноповоротный хвостовой стабилизатор», также называемый пластинчатым рулем высоты или стабилизатором .
Руль высоты представляет собой пригодную для использования систему подъема и опускания, которая управляет самолетом. Горизонтальный стабилизатор обычно создает нисходящую силу, которая уравновешивает момент опускания носа , создаваемый подъемной силой крыла, которая обычно применяется в точке (центре подъемной силы крыла), расположенной позади самолета. центр тяжести самолета . Эффекты сопротивления и изменения тяги двигателя также могут привести к появлению моментов тангажа, которые необходимо компенсировать с помощью горизонтального стабилизатора.
И горизонтальный стабилизатор, и руль высоты способствуют устойчивости по тангажу, но только рули высоты обеспечивают контроль по тангажу. [1] Они делают это за счет уменьшения или увеличения направленной вниз силы, создаваемой стабилизатором:
На многих тихоходных самолетах в задней части руля высоты имеется триммер , который пилот может регулировать, чтобы устранить силы на колонке управления при желаемом положении и скорости полета. [2] Сверхзвуковые самолеты обычно имеют цельноповоротное хвостовое оперение ( стабилизаторы ), поскольку ударные волны, образующиеся на горизонтальном стабилизаторе, значительно снижают эффективность шарнирных рулей высоты при сверхзвуковом полете. Самолеты с дельта-крыльями объединяют элероны и рули высоты – а также соответствующие им управляющие сигналы – в одну поверхность управления, называемую элевоном .
Лифты обычно являются частью хвостовой части самолета. В некоторых самолетах поверхности управления по тангажу находятся спереди, перед крылом. В самолете с двумя поверхностями этот тип конфигурации называется уткой ( по -французски « утка ») или тандемным крылом . Первые самолеты братьев Райт были типа «утка»; Мине Пу-дю-Сьель и Рутан Квики относятся к тандемному типу. Некоторые первые три надводных самолета имели передние рули высоты ( Curtiss/AEA June Bug ); современные трехнадводные самолеты могут иметь как передние (утка), так и задние рули высоты ( Grumman X-29 ).
Существует несколько технологических исследований и разработок, направленных на интеграцию функций систем управления полетом самолета, таких как элероны , рули высоты, элевоны , закрылки и флапероны, в крылья для выполнения аэродинамических целей с меньшими преимуществами: масса, стоимость, сопротивление, инерция (для более быстрого , более сильная реакция управления), сложность (механически проще, меньше движущихся частей или поверхностей, меньше обслуживания) и радиолокационная эффективность для малозаметности . Они могут использоваться во многих беспилотных летательных аппаратах (БПЛА) и истребителях 6-го поколения . Двумя многообещающими подходами являются гибкие крылья и струйная техника.
В гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может менять форму в полете, чтобы отклонить поток воздуха. Активное аэроупругое крыло X -53 — разработка НАСА . Адаптивное совместимое крыло — это военная и коммерческая разработка. [3] [4] [5]
В струйной технике силы в транспортных средствах возникают посредством управления циркуляцией, при котором более крупные и сложные механические детали заменяются меньшими и более простыми жидкостными системами (щелями, которые испускают потоки воздуха), где большие силы в жидкостях периодически отклоняются меньшими струями или потоками жидкости, чтобы изменить направление транспортных средств. [6] [7] [8] При таком использовании струйная техника обещает меньшую массу, затраты (до 50% меньше), очень низкую инерцию и время отклика, а также простоту.
