Почему в самолетах вместо закрылков не используются карданные двигатели? [дубликат]

Исторически сложилось так, что закрылки и поверхности управления перемещались вручную: пилот перемещал ручку, штурвал или педали, а шкивы или толкатели передавали это усилие на поверхности управления. Сделать это с двигателями было физически невозможно.

С введением гидравлики впервые стали доступны достаточно большие усилия для наклона двигателей. Некоторые самолеты использовали их, но это применение не нашло широкого применения, потому что возможное увеличение подъемной силы было меньше, чем то, что можно было бы достичь с помощью закрылков. То же самое касается управления самолетом: силы управления направленной тягой намного меньше, чем то, что было возможно уже при использовании рулей. Кроме того, реакция на наклон тяжелого двигателя намного хуже, чем у легкого руля. Следовательно, подвижные двигатели в основном использовались для коротких взлетов и посадок (STOL). Do- 29был одним из нескольких экспериментальных самолетов, которые могли поворачивать пропеллеры для взлета на более низкой скорости. Обратите внимание, что в случае с До-29 двигатели остались на месте; только гребные винты и их карданные валы будут двигаться. Другие конструкции будут наклонять крыло , а вместе с ним и установленные на крыле двигатели. Во всех этих случаях это делалось только для обеспечения коротких разбегов, а не для управления самолетом.

Do-29 в музее Дорнье ( источник фото )

Другие приложения были для особых случаев, таких как летающие лодки:

Dornier Do-26 мог наклонять задние двигатели для работы на воде, чтобы уменьшить воздействие брызг на гребные винты ( источник изображения ). Обратите внимание, что это было сделано не для контроля, а для подъема винтов из зоны распыления.

Поверхности управления лучше приспособлены для создания управляющих моментов:

• Поверхности управления расположены на концах самолета, поэтому они имеют гораздо лучший рычаг. Двигатели были размещены близко к центру, чтобы свести к минимуму проблемы с управлением, вызванные потерей одного двигателя.
• Поверхности управления изменяют подъемную силу, тогда как двигатели изменяют тягу, которая на порядок величины лобового сопротивления и, следовательно, на порядок меньше подъемной силы.

Однако это верно только до тех пор, пока аэродинамика работает линейно. Чего нельзя сказать об отрывном потоке и остановленных поверхностях полета. Чтобы преодолеть это ограничение, поток выхлопных газов реактивных двигателей отклоняется путем поворота сопла (или лопастей, как это сделано на X-31 ). Это гораздо проще сделать, чем передвигать весь двигатель. Кроме того, поскольку двигатель остается выровненным с планером, воздухозаборник будет продолжать работать, и лобовая площадь самолета не увеличится; оба важных соображения, которые противостоят повороту всего двигателя.

Векторные сопла на Су-35 ( источник фото )

Как правило, летательные аппараты управляются изменяющимися моментами, которые, в свою очередь, вращают летательный аппарат таким образом, что желаемое изменение траектории полета вызывается измененными аэродинамическими силами. Однако были попытки прямого управления силой: один реактивный самолет Dassault-Dornier Alpha Jet был оснащен подвижными пилонами крыла, которые можно было вращать вокруг вертикальной оси. При перемещении это создавало бы боковую силу, которая позволяла пилоту напрямую смещать траекторию полета самолета в сторону. При управлении моментом вам сначала нужно повернуть самолет, чтобы наклонить вектор подъемной силы в сторону, а затем откатиться назад незадолго до того, как желаемое боковое изменение будет завершено. Это гораздо сложнее сделать с контролем момента, чем с прямым контролем силы, особенно для небольших поправок.