Почему элероны этого летающего крыла работают противоположно элеронам самолета?

Скорее всего, неблагоприятный эффект рыскания (из-за индуктивного сопротивления увеличенной подъемной силы на стороне нижнего элерона) заставляет крыло рыскать в направлении, противоположном предполагаемому крену, а рыскание вызывает индуцированный двугранный крен (противоположный рысканию). ), чтобы переопределить ввод элеронов.

Эта ситуация очень часто наблюдается с очень медленными летательными моделями — например, модели Peanut для помещений или модели Penny Plane часто настраивают на поворот влево, помещая относительно крошечный язычок под левое крыло, где вы ожидаете, что поднимите, чтобы вызвать крен вправо.

Этот противоположный эффект разворота/крена преобладает при очень медленном полете, потому что небольшие различия в подъемной силе из-за малых отклонений или небольших лепестков весьма незначительны на низкой скорости, в то время как изменения сопротивления (особенно с относительно длинным плечом момента лепестка сопротивления на внешней секции) крыла) больше по сравнению с другими действующими силами.

Общее правило при обрезке моделей свободного полета заключается в том, что эффекты крена (от элеронов или выступов, добавляющих или уменьшающих срок службы одного крыла) будут преобладать на высоких скоростях, в то время как эффекты рыскания (в основном вызванные выступом сопротивления, поскольку отклонение киля/руля направления склонно вызывать спиральное пикирование) будет преобладать в более медленном полете. И крайний случай — это планеры с ручным запуском, в которых один небольшой язычок под левым крылом заставит модель набраться вправо (на большой скорости — до 40 м/с и выше у хорошо обученного пилота) за счет к эффектам подъемной силы, но затем скользить влево (при скоростях до 4-5 м/с) за счет эффекта сопротивления той же вкладки.

В некоторых самолетах, таких как Canadair CP-107 Argus , штурвал управления фактически не связан с элеронами. Скорее, они связаны с сервоприводами , которые в основном представляют собой небольшие элероны, прикрепленные к задней части настоящих элеронов (не путать с триммерами , которые выглядят точно так же, но управляются по-разному). Поворот штурвала влево приводит к тому, что левый сервопривод наклоняется вниз , что отклоняет фактический элерон вверх. Элерон отклоняет воздушный поток вверх, толкая левое крыло вниз. Противоположное происходит с правым элероном и язычком, поднимающим это крыло.

Этот эффект также может возникать непреднамеренно. Например, Boeing B-47 Stratojet не мог летать быстрее 425 узлов; выше этой скорости элероны будут так сильно крутить крылья, что самолет будет катиться в направлении, противоположном тому, что велел пилот.

Я думаю, вполне вероятно, что вы испытываете это. Возможно, повернутый вверх элерон скручивает все крыло вниз настолько, что самолет катится в противоположном направлении от того, что вы хотели. Если это так, у вас есть выбор: либо как-то усилить крылья, либо просто признать, что ваши элероны будут работать не так, как вы думаете.

можете ли вы пояснить, почему это (неблагоприятное рыскание) чаще встречается на тихоходных самолетах?

Это может быть очень хорошей иллюстрацией того, как число Рейнольдса может влиять на отношение подъемной силы к аэродинамическому сопротивлению аэродинамических профилей и как ньютоновское отклонение воздуха нижним крылом (струя вниз) помогает создавать низкое давление (Коанда) на верхнем крыле только при достаточной скорости.

Число Рейнольдса = хорда крыла м x скорость м/с ÷ (1,46 x 10$^-5$)

Модели самолетов можно точно масштабировать от полного размера, потому что их плотность или нагрузка на крыло намного ниже. Но, как указал @Zeiss Ikon, на более низких скоростях будет преобладать эффект сопротивления триммера. Это согласуется с данными L/D, представленными здесь при различных числах Рейнольдса. Маленькие, медленные модели, как правило, составляют около 20 000, тогда как полноразмерные самолеты исчисляются миллионами.

можно ли решить с помощью более крупного вертикального стабилизатора?

Именно поэтому руль направления используется для противодействия неблагоприятному рысканью. Вы делаете вертикальный стабилизатор «больше», увеличивая его «боковой» коэффициент подъемной силы, когда вы используете координирующий руль направления.

Для вашей модели свободного полета вы можете воспользоваться эффектом медленного боевого сопротивления, не используя элероны . Просто сделайте небольшой руль со стороны сгиба законцовки крыла, в который вы хотите повернуться.

В этом нет ничего радикального. Использование руля направления позволяет поперечному крену катить самолет . Этот метод был широко распространен в 2-канальных радиоуправляемых самолетах много лет назад.