Чтобы предотвратить проблему XY, вот контекст:
Поразительной особенностью 777-го является то, насколько маленький и тонкий его хвостовой плавник по сравнению с 747-м.
Когда я спросил об этом много-много лет назад, кто-то сказал мне, что это из-за того, что в 777-м используется электродистанционная система управления, которая лучше использует маленькие плавники. Но недавно я начал сомневаться в этом.
Выше наложены масштабные рисунки (747 и 777). Сразу же расположение двигателя, казалось, дало ответ: управляемость одним неработающим двигателем (OEI).
Используя боковое расположение двигателя каждого самолета и максимальную тягу (282 кН и 513 кН для 747-400 и 777 соответственно), а также с наихудшим сценарием OEI для 747 (который будет подвесным двигателем), 747 заканчивается На 27 % больше крутящего момента. Что объясняет площади хвостового плавника ~ 77 и 53 .
Но (большое но) я вспомнил известное видео взлета A340-600 OEI (четверка как у 747 и с равной тягой ~280 кН) и решил сравнить его с 777-300.
А вот площади хвостового оперения ~53 (777) и 48 (А346) :
Итак, вернемся к исходной точке.
Конечно, есть верхняя палуба (горб) Боинга-747; если это одна из основных причин большего хвоста, то это все равно не объясняет, как A340 (-500 и -600) управляет своим OEI за счет меньшего хвоста и большего количества подвесных двигателей по сравнению с 777.
Действительно ли пролет по проводам позволил использовать меньшие плавники (площадь и толщину) A345/6 и 777?
Одной из возможностей, которая пришла на ум, является, возможно, использование асимметричных спойлеров при экстремальном рыскании, что можно увидеть в связанном видео A340 в один момент (до/после того, как элероны показали большое отклонение без использования спойлеров). Конечно, это представляет свою проблему: сопровождающий ролик (а при низком качестве видео и отсутствии телеметрии это не совсем доказательство).
Области хвостового плавника через https://booksite.elsevier.com/9780340741528/appendices/default.htm
Чертежи в масштабе с помощью Boeing и Airbus (для 777 я использовал -300, а не -300ER, если вас интересует размах крыльев).
После долгих гугл-фу, для 777 это поразительное да (в конце концов, кто-то был прав).
Из документа ICAS 1996 года (см. PDF-страницы 2, 4 и 5) об инновациях 777-го использование ослабленной устойчивости и законов FBW действительно помогло уменьшить площадь хвостового оперения и его вес:
В документе упоминается крестовина колеса/руля направления. Колесо здесь является ярмом. До 777 Boeing размер хвостового оперения основывался на управлении выключенным двигателем в полете с помощью только штурвала. Эта цифровая шпала позволила плавник меньшего размера:
Вертикальный стабилизатор. Традиционный размер вертикального стабилизатора основан, прежде всего, на удовлетворении требований, связанных со статической курсовой устойчивостью. Характеристики бокового скольжения и способность пилота контролировать последствия отказа двигателя в воздухе с помощью только колеса определяли размеры вертикальных стабилизаторов на предыдущих самолетах Boeing. При использовании крестовины «руль/руль» такие же желаемые характеристики управления боковым скольжением и неработающим двигателем могут быть достигнуты с помощью вертикального стабилизатора меньшего размера. Вход руля за счет поперечины компенсирует уменьшенную площадь.
Еще меньшее оперение четырехъядерного A345/6 остается открытым .
Оказывается, моя догадка была обоснованной. A340 использует поверхности крена , чтобы дополнить рыскание:
Гибкость электродистанционного управления использовалась для оптимизации скорости V MCG . Фактически, эффективность руля направления была увеличена на земле за счет полного и асимметричного развертывания внутренних и внешних элеронов со стороны действия педали в зависимости от хода руля направления: внутренний элерон направлен вниз, а внешний элерон дополнен одним спойлером. подается команда вверх.
И снова посмотрев видео с тестом двигателя , это становится хорошо видно:
Примечание: либо автор смешал внутреннее с внешним, либо Airbus обновил его с тех пор, либо перевернул их для -5/600, в любом случае это не меняет ответа.
: C. FAVRE (1994) Fly-by-wire для коммерческих самолетов: опыт Airbus, International Journal of Control, 59:1, 139-157, https://doi.org/10.1080/00207179408923072 p. 153
Активные поверхности более эффективны в обеспечении стабильности, чем пассивные поверхности. Если бы вертикальное оперение могло быть полностью подвижной поверхностью, оно было бы даже меньше, чем у А340.
Фюзеляж хочет расположиться перпендикулярно воздушному потоку. Неподвижное вертикальное оперение противодействует этому, обеспечивая больший стабилизирующий момент, чем дестабилизирующий момент фюзеляжа. Но дестабилизирующий момент фюзеляжа при угле скольжения добавляет к моменту OEI.
Если бы вертикальное оперение было полностью подвижным, оно могло бы противодействовать моменту OEI с нулевым углом бокового скольжения и, следовательно, могло бы быть меньше. Конечно, к резервированию предъявляются гораздо более высокие требования, поскольку вся электроника и аппаратура силового привода должны работать, тогда как фиксированное вертикальное оперение просто пассивно компенсирует это.
Строго говоря, для этого не требуется FBW, компенсация отклонения руля может быть обеспечена и входной цепью автопилота обычного механического тросового управления. Но тогда это исполнительное оборудование должно функционировать в соответствии с требованиями предотвращения катастрофических отказов.
Нет. Полномочия руля направления на этих самолетах зависят от требований к мощности рыскания в наихудшем случае при условии асимметричной тяги, и размер киля связан с этим, а также с желаемыми характеристиками естественного демпфирования рыскания (флюгера). Является ли это FBW или нет, не имеет значения, за исключением того, что система FBW может помочь с контролем рыскания во время отказа двигателя. Независимо от типа системы управления необходимая площадь поверхности равна необходимой площади поверхности.
В любом случае, за исключением случаев отказа двигателя, большинство систем руля направления уже «управляются по проводам», даже если они являются традиционными системами с тросовым приводом, во время нормальной работы. Система демпфера рыскания, которая есть почти на всех транспортных самолетах, управляет рулем направления независимо от действий пилота в ответ на отклонения рыскания, определяемые акселерометрами, и это заботится о неблагоприятном рыскании элеронов, а также о движениях рыскания и тенденциях к горизонтальному крену, которые могут возникнуть. от рысканья, вызванного турбулентностью.
Демпферы рыскания обычно имеют около 1/3 всего доступного движения руля направления и работают постоянно в фоновом режиме во время полета. В воздухе пилот стоит на полу, и ему не нужно активно координировать полет с рулем направления. Педали руля направления касаются только в полете, если двигатель глохнет.
пользователь3528438
пользователь14897