Элерон как орган управления самолётом¶

Элерон — отклоняемая поверхность на задней кромке крыла летательного аппарата, предназначенная для управления креном (поперечным наклоном) относительно продольной оси. Относится к основным аэродинамическим органам управления наряду с рулём высоты и рулём направления. Отклонение элеронов создаёт разность подъёмных сил на левой и правой консолях крыла, что вызывает вращение аппарата вокруг продольной оси.

¶Принцип действия

Элероны располагаются парами: на левой и правой половинах крыла. При отклонении, например, правого элерона вверх, а левого вниз на правой консоли подъёмная сила уменьшается, а на левой возрастает. Возникает момент крена, и аппарат наклоняется в сторону опущенного элерона. Одновременно из-за дифференциального отклонения возникает нежелательный момент рыскания (так называемое обратное рыскание), для компенсации которого применяют согласованное отклонение руля направления или специальные схемы — фризы, интерцепторы, дифференциальные элероны.

Управление осуществляется из кабины через штурвал или сайдстик, связанный с элеронами тросовой проводкой либо гидравлическими и электродистанционными системами. На тяжёлых и скоростных машинах применяются гидроусилители и системы искусственной устойчивости.

¶История

Первые аппараты братьев Райт (1903) не имели элеронов: поперечное управление обеспечивалось перекашиванием крыла (гешинг). Классические элероны появились во Франции в 1908–1911 годах; их введение связывают с работами Анри Фармана, а также с патентом американского инженера Гленна Кёртисса (1911). В России первые элероны применялись на самолётах конструкции И. И. Сикорского и Д. П. Григоровича в 1910-е годы. К 1920-м годам элероны стали стандартным элементом почти всех самолётов.

¶Классификация и разновидности

На дельтапланах и многих беспилотниках функцию элеронов выполняет перекашивание крыла или дифференциальная тяга двигателей.

¶Конструкция

Типовая конструкция элерона включает лонжерон, нервюры и обшивку; часто применяется весовая и аэродинамическая компенсация для уменьшения усилий на органах управления. Для снижения шарнирного момента используют осевую и роговую компенсацию. На современных пассажирских самолётах (например, семейство Airbus A320, Boeing 737) элероны приводятся в движение гидравликой с резервированием; на истребителях (Су-27, МиГ-29) — гидроусилителями с электродистанционной системой.

¶Особенности на больших скоростях

При околозвуковых скоростях эффективность элеронов падает из-за сжимаемости воздуха и реверса управления — явления, при котором крутящий момент крыла превосходит управляющий момент элерона. Для борьбы с этим применяют жёсткие крылья малого удлинения, интерцепторы и активные системы управления. На тяжёлых самолётах элероны работают совместно с интерцепторами и рулями спойлерного типа.

¶Применение

Элероны используются практически на всех самолётах и планёрах с неподвижным крылом, а также на некоторых типах экранопланов и ракет. В авиамоделизме элероны — стандартный элемент радиоуправляемых моделей. В вертолётах аналогом служит автомат перекоса, изменяющий угол установки лопастей.

¶Значение

Элероны обеспечивают поперечную управляемость — одну из трёх осей управления самолётом. Их эффективность напрямую влияет на манёвренность, устойчивость и безопасность полёта. Отказ элеронов считается серьёзной неисправностью и требует немедленных действий экипажа; в гражданской авиации предусмотрены резервные каналы управления.

¶Интересные факты

• На некоторых самолётах элероны отклоняются и вверх, и вниз одновременно как закрылки — такую схему называют «флапероны».
• Впервые гешинг (перекашивание крыла) применили братья Райт, но именно элероны вытеснили эту схему из-за простоты и надёжности.
• На сверхзвуковых истребителях элероны часто заменяются элевонами и дифференциально отклоняемыми стабилизаторами.

Источники: учебные пособия по аэродинамике и конструкции самолётов, технические описания Airbus и Boeing, материалы по истории авиации.