Сервокомпенсатор

Сервокомпенсатор (от лат. servus — раб, слуга и compensatio  — возмещение, уравновешивание) — рулевая поверхность, составляющая часть поверхности основного органа управления, отклонение которой в сторону, противоположную отклонению основного органа управления, позволяет уменьшить шарнирный момент. Вспомогательная поверхность относительно небольшой площади, размещается обычно на задней кромке основного воздушного руля.

Сервокомпенсация — уменьшение шарнирного момента, действующего на орган управления, за счёт аэродинамических сил, создаваемых вспомогательной поверхностью - сервокомпенсатором.

Описание

В полёте при отклонении рулевых поверхностей возникают шарнирные моменты, которые уравновешиваются усилиями лётчика на рычагах управления. Эти усилия зависят от размеров и угла отклонения руля, а также от скоростного напора. На современных самолётах усилия управления получаются слишком большими, поэтому приходится в конструкции рулей предусматривать специальные средства для уменьшения шарнирных моментов и уравновешивающих их усилий управления. Это реализуется за счёт аэродинамических сил, создаваемых сравнительно небольшой вспомогательной поверхностью — сервокомпенсатором, расположенным вдоль задней кромки воздушного руля. Суть этой аэродинамической компенсации рулей заключается в том, что часть аэродинамических сил руля создают момент относительно оси вращения, противоположный основному шарнирному моменту. Отклонение этой поверхности на некоторый угол α, противоположный углу отклонения β органа управления, позволяет создать за осью вращения руля приращение аэродинамической силы, уменьшающей его шарнирный момент.

Сервокомпенсация может применяться совместно с другими видами аэродинамической компенсации — роговой, осевой, внутренней.

Устройство

В зависимости от способа отклонения сервокомпенсатора относительно основного воздушного руля различают кинематический и пружинный сервокомпенсаторы, триммер и серворуль.

Кинематический сервокомпенсатор

Кинематический сервокомпенсатор имеет такую кинематическую связь с несущей поверхностью (крылом, стабилизатором, килем), что при отклонении органа управления на некоторый угол α сервокомпенсатор отклоняется на пропорциональный ему угол β, значение которого определяется передаточным отношением β/α, имеющим отрицательный знак. Выбор значения передаточного отношения зависит от конструктивных параметров несущей поверхности, руля, сервокомпенсатора, скорости.

Пружинный сервокомпенсатор

В пружинном сервокомпенсаторе связь основного руля и вспомогательной рулевой поверхности не жесткая и определяется первоначальной затяжкой пружины. Т.е. он имеет жёсткую кинематическую связь с рычагом управления, а связь основного органа управления с этим рычагом осуществляется через упругий элемент (пружину). При малых углах отклонения руля пружину можно рассматривать как жёсткую связь (потому что аэродинамические силы не превышают усилия затяжки), и сервокомпенсатор не отклоняется относительно руля. Начиная с некоторого угла отклонения руля, силы будут превышать усилие затяжки, и сервокомпенсатор начнёт отклоняться в сторону, противоположную отклонению руля. На сервокомпенсаторе будет возникает момент, уменьшающий шарнирный момент руля. При дальнейшем отклонении органа управления упругий элемент будет деформирован полностью, и сервокомпенсатор отклонится относительно руля на максимальный угол.

Пружинный сервокомпенсатор считается более совершенным. За счёт включения в кинематику управления пружины с предварительной затяжкой углы отклонения пропорциональны усилиям управления руля, что наилучшим образом отвечает назначению сервокомпенсатора — уменьшать эти усилия.

Серворуль

В данном случае возможно создание систем управления без непосредственной связи лётчика с органами управления. Серворули используют на дозвуковых самолётах. Серворуль представляет собой аэродинамическую поверхность, аналогичную триммеру, однако серворуль устанавливается на свободноподвешенной рулевой поверхности. В этом случае отсутствуют тяги управления, отклоняющие рулевую поверхность. Основной руль, свободно навешенный на ось, отклоняется под действием аэродинамических сил, возникающих при отклонении серворуля. Таким образом, дозируя отклонения серворуля, лётчик может создавать балансирующие и управляющие силы на рулях. Однако в этом случае нет обратной связи по усилиям на рулевых поверхностях и усилиям на рычагах управления, поэтому лётчик «не чувствует самолёт».

Триммер

Триммер, как и серворуль, имеет самостоятельную систему управления. В отличие от сервокомпенсатора и серворуля, предназначающихся для уменьшения усилий в момент поворота основного руля, триммер применяется на установившихся режимах полёта для удержания рулей в отклоненном состоянии длительное время. Триммер имеет дополнительное ручное или электромеханическое управление. Лётчик, отклоняя триммер в сторону противоположную отклонению руля, добивается уравновешивания руля на заданном угле отклонения при нулевых усилиях на командном рычаге.

Антикомпенсатор

Внешние изображения
	[avia-simply.ru/wp-content/uploads/2014/03/Piper.cherokee.pa-28-140.g-bcgj.jpg Антикомпенсатор на стабилизаторе самолета Piper Рa-28-140 Сherokee. Носок стабилизатора вниз - антикомпенсатор направлен вверх]

Функции этого устройства противоположны сервокомпенсации. Антисервокомпенсатор не уменьшает шарнирный момент, а наоборот увеличивает его. Компенсатор отклоняется в сторону обратную для обычного сервокомпенсатора. Применяется обычно на легкомоторных самолётах, которые не оборудованы отдельным рулем высоты. Его функции выполняет цельноповоротный стабилизатор. Такая конструкция делает самолёт чувствительным в управлении, поэтому антисервокомпенсатор «затяжеляет» управление, улучшая обратную связь от стабилизатора к лётчику для того, чтобы он не применил чрезмерные перемещения ручки управления.

Ссылки

• [avia-simply.ru/sharnirnij-moment-trimmer-cervokompensator/ АВИАЦИЯ, ПОНЯТНАЯ ВСЕМ. Что нам мешает управлять и как с этим бороться]
• [oat.mai.ru/book/glava12/12_2/12_2.html Книга Посвящается 75-летию Московского авиационного института, Егер С.М.]
• [www.aircaft.ru/aviation-encyclopedia/s/2302-servokompensatsiya.html Энциклопедия авиации aircaft.ru]

Отрывок, характеризующий Сервокомпенсатор

Бородинское сражение с последовавшими за ним занятием Москвы и бегством французов, без новых сражений, – есть одно из самых поучительных явлений истории.
Все историки согласны в том, что внешняя деятельность государств и народов, в их столкновениях между собой, выражается войнами; что непосредственно, вследствие больших или меньших успехов военных, увеличивается или уменьшается политическая сила государств и народов.
Как ни странны исторические описания того, как какой нибудь король или император, поссорившись с другим императором или королем, собрал войско, сразился с войском врага, одержал победу, убил три, пять, десять тысяч человек и вследствие того покорил государство и целый народ в несколько миллионов; как ни непонятно, почему поражение одной армии, одной сотой всех сил народа, заставило покориться народ, – все факты истории (насколько она нам известна) подтверждают справедливость того, что большие или меньшие успехи войска одного народа против войска другого народа суть причины или, по крайней мере, существенные признаки увеличения или уменьшения силы народов. Войско одержало победу, и тотчас же увеличились права победившего народа в ущерб побежденному. Войско понесло поражение, и тотчас же по степени поражения народ лишается прав, а при совершенном поражении своего войска совершенно покоряется.
Так было (по истории) с древнейших времен и до настоящего времени. Все войны Наполеона служат подтверждением этого правила. По степени поражения австрийских войск – Австрия лишается своих прав, и увеличиваются права и силы Франции. Победа французов под Иеной и Ауерштетом уничтожает самостоятельное существование Пруссии.
Но вдруг в 1812 м году французами одержана победа под Москвой, Москва взята, и вслед за тем, без новых сражений, не Россия перестала существовать, а перестала существовать шестисоттысячная армия, потом наполеоновская Франция. Натянуть факты на правила истории, сказать, что поле сражения в Бородине осталось за русскими, что после Москвы были сражения, уничтожившие армию Наполеона, – невозможно.
После Бородинской победы французов не было ни одного не только генерального, но сколько нибудь значительного сражения, и французская армия перестала существовать. Что это значит? Ежели бы это был пример из истории Китая, мы бы могли сказать, что это явление не историческое (лазейка историков, когда что не подходит под их мерку); ежели бы дело касалось столкновения непродолжительного, в котором участвовали бы малые количества войск, мы бы могли принять это явление за исключение; но событие это совершилось на глазах наших отцов, для которых решался вопрос жизни и смерти отечества, и война эта была величайшая из всех известных войн…
Период кампании 1812 года от Бородинского сражения до изгнания французов доказал, что выигранное сражение не только не есть причина завоевания, но даже и не постоянный признак завоевания; доказал, что сила, решающая участь народов, лежит не в завоевателях, даже на в армиях и сражениях, а в чем то другом.
Французские историки, описывая положение французского войска перед выходом из Москвы, утверждают, что все в Великой армии было в порядке, исключая кавалерии, артиллерии и обозов, да не было фуража для корма лошадей и рогатого скота. Этому бедствию не могло помочь ничто, потому что окрестные мужики жгли свое сено и не давали французам.
Выигранное сражение не принесло обычных результатов, потому что мужики Карп и Влас, которые после выступления французов приехали в Москву с подводами грабить город и вообще не выказывали лично геройских чувств, и все бесчисленное количество таких мужиков не везли сена в Москву за хорошие деньги, которые им предлагали, а жгли его.

Представим себе двух людей, вышедших на поединок с шпагами по всем правилам фехтовального искусства: фехтование продолжалось довольно долгое время; вдруг один из противников, почувствовав себя раненым – поняв, что дело это не шутка, а касается его жизни, бросил свою шпагу и, взяв первую попавшуюся дубину, начал ворочать ею. Но представим себе, что противник, так разумно употребивший лучшее и простейшее средство для достижения цели, вместе с тем воодушевленный преданиями рыцарства, захотел бы скрыть сущность дела и настаивал бы на том, что он по всем правилам искусства победил на шпагах. Можно себе представить, какая путаница и неясность произошла бы от такого описания происшедшего поединка.
Фехтовальщик, требовавший борьбы по правилам искусства, были французы; его противник, бросивший шпагу и поднявший дубину, были русские; люди, старающиеся объяснить все по правилам фехтования, – историки, которые писали об этом событии.
Со времени пожара Смоленска началась война, не подходящая ни под какие прежние предания войн. Сожжение городов и деревень, отступление после сражений, удар Бородина и опять отступление, оставление и пожар Москвы, ловля мародеров, переимка транспортов, партизанская война – все это были отступления от правил.
Наполеон чувствовал это, и с самого того времени, когда он в правильной позе фехтовальщика остановился в Москве и вместо шпаги противника увидал поднятую над собой дубину, он не переставал жаловаться Кутузову и императору Александру на то, что война велась противно всем правилам (как будто существовали какие то правила для того, чтобы убивать людей). Несмотря на жалобы французов о неисполнении правил, несмотря на то, что русским, высшим по положению людям казалось почему то стыдным драться дубиной, а хотелось по всем правилам стать в позицию en quarte или en tierce [четвертую, третью], сделать искусное выпадение в prime [первую] и т. д., – дубина народной войны поднялась со всей своей грозной и величественной силой и, не спрашивая ничьих вкусов и правил, с глупой простотой, но с целесообразностью, не разбирая ничего, поднималась, опускалась и гвоздила французов до тех пор, пока не погибло все нашествие.
И благо тому народу, который не как французы в 1813 году, отсалютовав по всем правилам искусства и перевернув шпагу эфесом, грациозно и учтиво передает ее великодушному победителю, а благо тому народу, который в минуту испытания, не спрашивая о том, как по правилам поступали другие в подобных случаях, с простотою и легкостью поднимает первую попавшуюся дубину и гвоздит ею до тех пор, пока в душе его чувство оскорбления и мести не заменяется презрением и жалостью.


Одним из самых осязательных и выгодных отступлений от так называемых правил войны есть действие разрозненных людей против людей, жмущихся в кучу. Такого рода действия всегда проявляются в войне, принимающей народный характер. Действия эти состоят в том, что, вместо того чтобы становиться толпой против толпы, люди расходятся врозь, нападают поодиночке и тотчас же бегут, когда на них нападают большими силами, а потом опять нападают, когда представляется случай. Это делали гверильясы в Испании; это делали горцы на Кавказе; это делали русские в 1812 м году.