Оперення. Вимоги до конструкції. Розміщення та кріплення. Навішування рулів висоти, качалки, кути відхилень. Виготовлення оперення.

Оперення (оперення літального апарату, ракети) - сукупність аеродинамічних поверхонь, що забезпечують стійкість, керованість та балансування літака в польоті. Складається з горизонтального та вертикального оперення. Оскільки всі ці елементи розташовані в хвостовій частині, вони також відомі як хвостове оперення.

Основні вимоги до оперення:

1. забезпечення високої ефективності при мінімальному лобовому опорі та найменшій масі конструкції;
2. можливо менше затінення оперення іншими частинами літака - крилом, фюзеляжем, гондолами двигунів, а також однієї частини оперення;
3. відсутність вібрацій та коливань типу флаттера та бафтингу;

Горизонтальне оперення (ГО)

Забезпечує подовжню стійкість, керованість та балансування. Горизонтальне оперення складається з нерухомої поверхні - стабілізатора і шарнірно підвішеного до нього керма висоти. У літаків з хвостовим розташуванням горизонтальне оперення встановлюється у хвостовій частині літака – на фюзеляжі або на вершині кіля (T-подібна схема).

У схемі "качка" оперення розташовується в носовій частині літака перед крилом. Можлива комбінована схема, коли у літака з хвостовим оперенням ставиться додаткове переднє оперення - схема з ПГО (переднє горизонтальне оперення), що дозволяє використовувати переваги обох зазначених схем. Схеми "безхвостка", "літаюче крило" горизонтального оперення не мають.

Нерухомий стабілізатор зазвичай має фіксований кут установки щодо поздовжньої осі літака. Іноді передбачається регулювання цього кута землі. Такий стабілізатор називається переставним.

На важких літаках для підвищення ефективності поздовжнього управління кут установки стабілізатора за допомогою додаткового приводу може змінюватися в польоті, зазвичай на зльоті та посадці, а також балансування літака на заданому режимі польоту. Такий стабілізатор називається рухомим.

На надзвукових швидкостях польоту ефективність керма висоти різко знижується. Тому у надзвукових літаків замість класичної схеми ГО з кермом висоти застосовується керований стабілізатор (ЦПГО), кут установки якого регулюється льотчиком за допомогою командного важеля поздовжнього керування або бортового комп'ютера літака. Кермо висоти у цьому випадку відсутнє.

Вертикальне оперення (ВО). Кіль

  Забезпечує літаку колійну стійкість, керованість та балансування щодо вертикальної осі. Воно складається з нерухомої поверхні - кіля і шарнірно підвішеного до нього керма напряму.

Цільноповоротне застосовується дуже рідко . Ефективність ВО можна підвищити шляхом установки форкіля - переднього напливу в кореневій частині кіля, або додатковим гребенем підфюзеляжу. Інший спосіб - застосування кількох (зазвичай не більше двох однакових) кілей. Непропорційно великий кіль, або два кільки — часто ознака надзвукового літака для забезпечення колійної стійкості на великих швидкостях.

 Засоби аеродинамічного балансування літака

Будь-який режим польоту літака, як правило, виконується з відхиленими кермами, що забезпечує врівноваження - балансування - літака щодо його центру мас. Зусилля, що виникають при цьому, на органах управління в кабіні прийнято називати балансувальними. Щоб даремно не втомлювати льотчика і позбавити його цих непотрібних зусиль на кожній рульовій поверхні встановлюється триммер, що дозволяє повністю знімати балансувальні зусилля.

Тример конструктивно повністю ідентичний сервокомпенсатор і також шарнірно підвішується в хвостовій частині керма, але, на відміну від сервокомпенсатора, має додаткове ручне або електромеханічне управління. Льотчик, відхиляючи триммер у протилежну відхилення керма, домагається врівноважування керма на заданому куті відхилення при нульових зусиллях на командному важелі. У деяких випадках використовується комбінована поверхня триммер-сервокомпенсатор, який при включенні приводу працює як триммер, а при відключеному виконує функції сервокомпенсатора.

Слід додати, що триммер може використовуватися лише в таких системах керування, в яких зусилля на командних важелях безпосередньо пов'язані з шарнірним моментом керма - системи механічного безбустерного керування або системи оборотних бустерів. У системах з незворотними бустерами - гідропідсилювачами - природні зусилля на огранах управління дуже малі, і для імітації льотчику "механічного управління" додатково створюються пружинними завантажувальними механізмами і від шарнірного моменту керма не залежать. У такому випадку тримери на кермах не ставляться, а балансувальні зусилля знімаються спеціальними пристроями механізмами ефекту тримування, встановленими в проводці управління.

Іншим засобом балансування літака в режимі польоту, що встановився, може служити переставний стабілізатор. Зазвичай такий стабілізатор кріпиться шарнірно на задніх вузлах підвіски, а передні вузли з'єднуються з силовим приводом, який, переміщуючи носову частину стабілізатора вгору або вниз, змінює кути установки в польоті. Підбираючи потрібний кут установки, льотчик може врівноважити літак за нульового шарнірного моменту на кермі висоти. Цей стабілізатор забезпечує і необхідну ефективність поздовжнього управління літака на зльоті та посадці.