Каковы преимущества регулируемого горизонтального стабилизатора?

Основное преимущество – меньшие углы отклонения руля высоты. Это удобно в двух случаях:

• При срабатывании механизации центр давления на крыло смещается назад на величину до трети хорды крыла. Закрылки Фаулера увеличивают площадь крыла позади задней кромки, а закрылки с прорезями могут создавать высокие пики всасывания. Результатом стало серьезное изменение отделки салона, и теперь оперение должно генерировать большую прижимную силу. Изменение подъемной силы оперения только за счет отклонения руля высоты превысит максимально возможный угол отклонения и не оставит запаса для управления. Регулируя наклон стабилизатора, руль высоты можно удерживать около нейтрального положения и иметь резервы управления.
• В трансзвуковом полете руль высоты не всегда может иметь линейную характеристику. Разрыв контура из-за отклонения руля высоты вызывает толчки, которые, в свою очередь, приводят к отрыву потока , что снижает эффективность регулирования и может даже изменить характеристику регулирования. Поскольку при переходе от дозвукового к сверхзвуковому полету центр подъемной силы смещается назад, оперению необходимо добавлять прижимную силу при разгоне самолета в околозвуковом диапазоне скоростей. Отклонение руля высоты может не привести к желаемому изменению подъемной силы, и только регулировка стабилизатора таким образом, чтобы руль высоты можно было удерживать в нейтральном положении, может восстановить триммер и эффективность управления.

Старые авиалайнеры эпохи пропеллеров имели меньшую нагрузку на крыло и менее мощные закрылки. Центр подъемной силы крыла меньше менялся с закрылками, поэтому было достаточно стационарного стабилизатора. Но как только нагрузка на крыло достигает реактивного уровня, а крыло оснащено щелевыми закрылками Фаулера , подвижный стабилизатор становится неизбежным.

Триммируемые горизонтальные стабилизаторы (THS) используются в большинстве авиалайнеров и крупных транспортных самолетов (например, в C-17 Globemaster III). Обычно они являются частью системы балансировки самолета, в отличие от рулей высоты, которые управляются обычными действиями пилота (например, штурвал и т. д.). THS предлагает несколько важных преимуществ, таких как:

• Требуемые углы отклонения руля высоты меньше в случае дифференцированного самолета, и система имеет полные углы отклонения руля высоты при экстремальных углах дифферента.

• Если стабилизатор не отрегулирован, пилот (человек или авто) должен постоянно регулировать органы управления, чтобы предотвратить тангаж самолета вверх или вниз больше, чем требуется.

• Выравнивание руля высоты со стабилизатором снижает сопротивление.

• Это обеспечивает более широкий диапазон движения центра тяжести по сравнению с системой руля высоты и триммера.

Решение использовать THS (или нет) зависит от конструкции. Например, у BAe 146 было фиксированное хвостовое оперение, чтобы упростить конструкцию (частично это было достигнуто за счет отказа от предкрылков передней кромки). THS действительно усложняет систему и участвовал в нескольких авариях, таких как рейс 261 Alaska Airlines и рейс 140 China Airlines .

Стабилизатор или полностью подвижное хвостовое оперение совершенно другое (без руля высоты) и в основном используется в сверхзвуковых самолетах. Он используется в основном для решения проблемы, когда руль высоты становится непригодным для использования из-за ударных волн, создаваемых хвостовым оперением, и проблемы сгиба Маха . Боевые самолеты, чтобы использовать их, поскольку они создают большой момент тангажа для меньших усилий по управлению. Кроме того, они используются для управления креном посредством дифференциального движения.

В гражданских самолетах Lockheed L-1011 Tristar использовались стабилизаторы.

Изображение с сайта tristar500.net

Он также используется в некоторых самолетах АОН (например, Piper Cherokee); сильная управляющая реакция стабилизатора может привести к чрезмерной коррекции - это частично преодолевается с помощью антисервопривода.

Есть 3 причины существования THS.

1. Большой диапазон скоростей реактивных самолетов.
2. Большая дифферентовка изменяется при изменении конфигурации крыла, предкрылков, закрылков и т. д.
3. Большой диапазон ЦЕНТРА ТЯЖЕСТИ, что возможно.
4. чтобы уменьшить сопротивление, создаваемое хвостовым оперением, особенно во время крейсерского полета, что значительно увеличивает дальность полета.

В некоторых вопросах EASA для ATPL упоминается тот факт, что триммер стабилизатора менее чувствителен к флаттеру по сравнению с триммером руля высоты.

У триммируемого стабилизатора есть два основных преимущества:

• больший диапазон обрезки, чем другие методы.
• меньшее сопротивление, чем другие методы.

Эти преимущества наиболее значительны для больших авиалайнеров, сверхзвуковых самолетов и тех редких бесхвостых крыльев с размывом, которые «кладут хвост на концы крыльев». Другие ответы расширяют некоторые из этих приложений.

Недостатком является повышенный вес конструкции, поскольку конструкция, поддерживающая весь стабилизатор, очень мала, но должна быть прочной и жесткой по двум осям, вращаясь вокруг третьей. Так что авиалайнеры, которые могут жить без него, обычно счастливы.