В чем причина конструкции Камова со сдвоенными рулями?

Это довольно тяжело. Похоже, что в этом вертолете курсовая устойчивость является проблемой, потому что:

• хвостовое оперение довольно короткое;
• нет хвостового винта, который обеспечивает курсовую устойчивость так же, как и вертикальное оперение.

Аэродинамическая поверхность наиболее эффективна вблизи нулевого угла атаки воздушного потока - угла скольжения.$\beta$в таком случае. Большинство профилей останавливаются при углах около 15 градусов и, следовательно, наиболее эффективны при -15º <$\beta$< 15º.

Если мы посмотрим на подъемную силу L и сопротивление D вертикальных поверхностей с динамическим давлением q в Н/$m^2$, A = общая площадь вертикального оперения в$m^2$, и$C_L$и$C_D$безразмерные коэффициенты:

Два изображения выше взяты из «Принципов аэродинамики вертолета» Дж. Гордона Лейшмана. Рис. 7.51. Они показывают коэффициенты во всем диапазоне 360 градусов, и мы видим, что:

1. в$C_L$На графике после точки срыва около 15º все еще остается некоторый подъем, который снова увеличивается, но до более низкого пика около 45º в соответствии с теорией подъема плоской пластины. Это означает, что между 15º и 45º подъемная сила не сильно увеличивается/уменьшается:$dC_L/d\alpha$почти нулевой, и поверхность очень плохо стабилизируется в этом диапазоне. Есть даже небольшой провал в кривой сразу после сваливания, где угол может застрять.
2. в$C_D$графике существует мертвая зона между -15º и 15º, после которой лобовое сопротивление резко подскакивает и имеет относительно высокий$dC_D/d\alpha$. Поскольку сопротивление определяется как сила на линии воздушного потока, при более высоких углах атаки сопротивление фактически помогает вернуть поверхность в нейтральное положение (при 90º подъемная сила равна нулю, и вся сила равна сопротивлению).

Итак, имея в виду вышеизложенное, мне кажется, что из-за короткого хвостового оперения вертикальные поверхности должны справляться с углами спутного потока вертолета> 15º. Наклоняя их внутрь, одна поверхность работает в эффективном режиме.$C_L$диапазоне, а другая поверхность работает за пределами$C_D$мертвая зона, при этом направляя силы сопротивления в стабилизирующий момент. И, как упоминает @PeterKāmpf в комментарии, руль с высоким сопротивлением имеет большой момент, что делает его более эффективным.