Введение

Спойлеры, которые могут использоваться в качестве органов управления полетом.

В авиации спойлероны (также известные как спойлерные элероны или спойлеры крена) — это спойлеры, которые могут использоваться асимметрично в качестве управляющих поверхностей для обеспечения управления креном.

Операция

Спойлероны кренят самолет, уменьшая подъемную силу опускающегося крыла. В отличие от элеронов, спойлероны не увеличивают подъемную силу поднимающегося крыла. Поднятый спойлерон также увеличивает сопротивление воздуха на крыле, на котором он расположен, вызывая рыскание самолета. Спойлероны могут использоваться для помощи элеронам или для их полной замены, как, например, в B-52G, которому потребовался дополнительный сегмент спойлерона вместо элеронов, присутствующих на других моделях B-52.

Цель

Спойлероны не вызывают нежелательного рыскания, в отличие от элеронов. Они применяются в ситуациях, когда работа элеронов привела бы к чрезмерной крутке крыла на сильно гибком крыле, или если широкие предкрылки препятствуют эффективному управлению креном элеронами. Они также могут использоваться как спойлеры. Mitsubishi MU 2 оснащен двухщелевыми закрылками, занимающими всю длину крыла, для достижения хороших взлетно-посадочных характеристик (STOL). Это не оставляет места для элеронов, поэтому вместо них используются спойлероны. Спойлероны можно использовать при сваливании, в то время как элероны нельзя использовать при сваливании, так как они окажут обратный желаемому эффект.

Недостатки

Спойлероны уменьшают подъемную силу, увеличивая расход топлива. Уменьшение подъемной силы может стать проблемой в ситуации с отказавшим двигателем.

Примеры

Раннее использование спойлеров, дополняющих небольшие элероны, известные как направляющие элероны, было в ночном истребителе Northrop P-61 Black Widow. Спойлеры позволили использовать закрылки большего размаха для снижения скорости посадки. B-52 Stratofortress также был оснащен спойлерами, дополняющими небольшие элероны, известные как элероны обратной связи. Эти элероны обеспечивали пилоту усилия управления. На B-52G элеронов нет. Спойлеры, расположенные ближе к фюзеляжу и впереди задней кромки крыла, используются для бокового управления на высоких скоростях, чтобы предотвратить чрезмерную крутку крыла. В семействе бизнес-самолетов Mitsubishi Diamond Jet, Beechjet и Hawker 400 используются полноразмерные спойлероны, которые также выполняют функцию скоростных спойлеров во время полета и посадки. Еще одним самолетом с полноразмерными двухщелевыми закрылками был Wren 460. Для обеспечения больших отклонений элеронов на малых скоростях он был оснащен пятью отклоняющимися аэродинамическими пластинами перед каждым элероном для компенсации неблагоприятного рыскания, вызванного элероном, и уменьшения подъемной силы на крыле, идущем вниз. В линейке реактивных авиалайнеров Boeing используются спойлеры, которые могут функционировать как креновые спойлеры. Они активируются автоматически при отклонении штурвала управления более чем на 10 градусов. Туполев Ту-154 оснащен быстродействующими спойлерами. Они также выполняют функцию спойлеронов, помогающих элеронам при выполнении пилотом маневра с высокой скоростью крена. Их работу можно наблюдать, когда пилот борется с порывами бокового ветра при посадке.

Исследования

Существует несколько научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, направленных на интеграцию функций систем управления полетом самолета, таких как элероны, рули высоты, элевоны, закрылки, флапероны и спойлероны, непосредственно в крыло для выполнения аэродинамических задач. Это делается с целью снижения массы, стоимости, сопротивления, инерции (для более быстрого и эффективного управления), сложности (за счет упрощения механической конструкции, уменьшения количества подвижных частей и поверхностей, а также затрат на обслуживание) и радиолокационной заметности. Ожидается, что данное решение найдет применение в широком спектре беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и истребителях шестого поколения. Два наиболее перспективных подхода – гибкие крылья и использование флюидики.

Гибкие крылья

На гибких крыльях большая часть или вся поверхность крыла может изменять форму в полете для отклонения воздушного потока. X-53 Active Aeroelastic Wing – это разработка NASA. Adaptive Compliant Wing – это военный и коммерческий проект.

Флюдика

В флюидике управление транспортным средством осуществляется за счет управления циркуляцией, при котором более крупные и сложные механические компоненты заменяются на более компактные и простые флюидные системы (щели, создающие воздушные потоки). Большие силы, действующие на жидкость или газ, отклоняются небольшими струями или потоками жидкости/газа, прерывисто изменяя направление движения транспортного средства. В этом применении флюидика позволяет снизить массу и стоимость (вплоть до двух раз), обладает очень низкой инерцией и временем отклика, а также отличается простотой конструкции.