Почему у Б-52 такой крошечный руль направления?

B-52 (он же Stratofortress, он же Grey Lady, он же BUFF) имеет крошечный руль направления для самолета его размера и расположение двигателя на крыле:

Смотрите маленький бесполезный руль

Сравните, например, с рулем направления 747:

Этот руль на самом деле хорош для чего-то!

Руль направления B-52 настолько мал, что его нельзя использовать для разворота самолета во время посадки с боковым ветром, а это означает, что он должен был быть спроектирован таким образом, чтобы оставаться в таком положении на протяжении всего посадочного пробега, что вынуждало конструкторов использовать полностью управляемый двойной руль . компоновка велосипедного шасси (плюс выносные опоры крыла, которые предназначены исключительно для предотвращения опрокидывания) вместо обычного трехколесного велосипеда.

Почему же тогда конструкторы Б-52 сделали такой маленький руль направления? Можно возразить, что, поскольку у него четыре двигателя с каждой стороны, а не один, два или три, ему не нужен большой руль направления, потому что перепад тяги (и, следовательно, момент рыскания) в случае отказа двигателя будет минимальным). Однако, если вы посмотрите внимательнее, этот аргумент не выдерживает критики, потому что восемь двигателей B-52 установлены в соединенных контейнерах, по два двигателя на пилон, что фактически гарантирует, что отказ двигателя также выведет из строя двигатель, расположенный рядом с это; 1таким образом, можно было бы ожидать, что конструктивным вариантом руля направления B-52 будет двойной отказ обоих двигателей на одном пилоне, а не маловероятный случай отказа одного двигателя и каким-то образом оставшийся рядом с ним полностью неповрежденным. Так почему же руль направления B-52 не больше?

1 : Например, опасность каскадных отказов двигателей является одной из основных причин , по которой ни один авиалайнер, спроектированный после 1960 года, никогда не использовал объединенные блоки двигателей .

На одном можно вообще без хвоста летать, хотя через 3 дня после этого еще один Б-52 разбился после отделения хвоста. Если бы хвост был немного больше, он бы отрывался легче.
Я бы предположил, что, хотя маленький руль направления мог повлиять на выбор шасси с боковым ветром, выбор шасси с боковым ветром не повлиял на выбор «велосипедной» компоновки плюс аутригеры. В B-47 использовалось то же самое. Это естественный результат выбора высокорасположенного крыла, позволяющего нести большую бомбовую нагрузку вблизи ЦТ. Нет внутренней причины, по которой шасси трехколесного велосипеда нельзя было бы также приспособить для бокового ветра.

Ответы (3)

Есть две причины, и они восходят к ранним проектам самолета. Имейте в виду, что хвост теперь отличается от того, когда он был первоначально разработан. Первоначально компания Boeing планировала полностью подвижный вертикальный стабилизатор, но инженеры сомневались в его надежности, а системы, управляющие им, в то время просто не помещались в хвостовой части. Что еще более важно, исходные конструкции имели достаточно большие рычаги управления, но это привело к тому, что руль высоты и руль направления имели более низкое критическое число Маха, чем крыло (т.е. оперение глохло первым). Инженеры сократили все, чтобы создать более стабильную ситуацию , как отмечено в этом отрывке:

С рулем ситуация намного хуже. Руль направления и высоты В-52 имеют исключительно узкую хорду. Большинство самолетов имеют хорду не менее 25%, что обеспечивает достаточную мощность и эффективность как при рыскании, так и при тангаже во время взлета, посадки и в асимметричных условиях. Этого нельзя сказать о Б-52 с его 10% хордой руля направления и высоты. Хорда была уменьшена, потому что в первоначальных проектах самолета хвостовое оперение превышало критическое число Маха до крыла. Хорда хвоста была уменьшена, чтобы крыло достигло критического числа Маха первым.

Первоначальные конструкторы знали, что руль направления недостаточно мощный. Самолет размером с B-52 требует массивного руля направления, которого не существует. Этого руля недостаточно для основных потребностей самолета, не говоря уже о сценариях с асимметричным выключением двигателя. Первоначальные планы предусматривали полностью подвижное вертикальное оперение, первое в своем роде. Однако Boeing сомневался в надежности гидроприводов, необходимых для этого. Конструкция также была слишком тяжелой, чтобы хвостовое оперение могло выдержать. Поэтому компания Boeing спроектировала, построила и внедрила регулируемое по рысканию шасси с боковым ветром [16], известное авиаторам B-52 как «краб с боковым ветром». Эта система позволяет В-52 выполнять полеты в обычных условиях взлета и посадки при боковом ветре. Однако настоящей проблемой была асимметрия.

В игру вступают несколько факторов:

  • Имея их 8, асимметричная тяга после отказа двигателя - что часто является случаем определения размера вертикального стабилизатора - не представляет большой проблемы.
  • Боковой контроль в основном обеспечивается работой спойлеров .

Судя по всему , планировалось использовать цельноповоротное вертикальное оперение, но его не сделали из-за сомнений в надежности гидроприводов.

Это заставляет меня задаться вопросом о нескольких вещах. Во-первых, если боковое управление в основном осуществляется с помощью спойлеров, то зачем вообще нужен руль направления; и два, учитывая что есть руль, какие плюсы сделать его маленьким?
@TannerSwett Хороший вопрос. Могу только догадываться, что решение отказаться от цельноповоротного руля было принято на поздней стадии проектирования, когда малый руль уже существовал.
За исключением того, что из-за расположения двигателя B-52 отказ одного двигателя, вероятно, также приведет к выходу из строя двигателя рядом с ним на пилоне, а это означает, что вы теперь потеряли половину тяги с этой стороны, а не только одну. -четверть.
@TannerSwett: спойлероны обеспечивают боковой контроль (крен). Руль направления обеспечивает управление по курсу (рысканию).

Смутно припоминаю, что все оперение было уменьшено в размерах за счет введения компьютерного управления устойчивостью и маневренностью. Мониторинг/обнаружение отклонений от исходных положений и реагирование на них означали, что большие управляющие воздействия больше не требовались. Я думаю, что это привело к экономии веса порядка нескольких тонн. У концепции было причудливое название — что-то вроде Control Configured Vehicle. Если это не совсем правильно - извините; Я вспоминаю вещи пятидесятилетней давности. Не многие крупные самолеты имеют прямую физическую связь между входами и выходами, даже с учетом гидравлического, пневматического или электрического сервопривода. Пилоты запрашивают функцию, а компьютеры рационализируют и передают сигналы функциям.

CCV были исследованы в 1970-х годах. Но, может быть , вы имели в виду добавление демпфера рыскания ?
Почему у Б-52 такой крошечный руль направления?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v