Um avião pode voar com superfícies de controle on-off?

Depende do que você está falando. Você quer dizer que os controles de vôo realmente batem todo o caminho para parar, depois se centrar, bater para parar, etc., batendo violentamente a aeronave ao redor? (Terrível para economia de combustível, a propósito, e duro em todo o resto).

Ou você pretende usar o PWM para selecionar uma posição intermediária? Por exemplo. Ciclo de trabalho de 50% dá-lhe leme de 15 graus estável?

O truque é colocar amortecimento no mecanismo operacional e PWM em uma freqüência suficientemente rápida para que o amortecimento faça seu trabalho: antes que a superfície tenha uma chance física de se mover, o PWM inverte. O PWM é muito rápido para balançar as superfícies.

Em seguida, adicione uma certa resistência à mola para que a deflexão seja previsível para um determinado ciclo de trabalho ou tenha um sensor de posição analógico que instrua o PWM quanto aos seus efeitos. A resistência do ar varia com a velocidade e, sem algo para equalizá-lo, as superfícies em um determinado ciclo de trabalho desviarão diferentes quantidades para diferentes velocidades. Claro, isso poderia ser feito como um "recurso": como DJ319 aponta, você realmente quer menos deflexão em velocidades mais altas.

Teoricamente, poderia funcionar dessa maneira. Uma manobra que precisa de uma certa deflexão da superfície de controle por um determinado período de tempo poderia ser feita com deflexão total de 30 graus em um tempo menor.

O controle e o corte precisos seriam mais difíceis. Pequenos ajustes exigiriam um tempo muito curto na deflexão total. As leis de controle teriam que levar em consideração a resposta em etapas do sistema para determinar a rapidez com que a superfície pode atingir a deflexão total. Ao pulsar um comando de deflexão como com o PWM, você poderia determinar uma modulação que manteria a superfície perto de uma deflexão nominal.

Para sistemas de um avião RC isso pode ser bom. Com aeronaves maiores, você precisaria considerar o efeito desses grandes insumos no sistema de controle e os efeitos estruturais, incluindo se a deflexão de 30 graus é possível nas condições atuais de vôo.

Eu já tive um avião de ducto elétrico muito barato com dutos de isopor que encontrei à venda na Woolworths em algum momento nos anos 90 que tinha superfícies de controle de vôo e aceleração "bang bang". Em vez de servos, ele tinha um solenóide muito leve e fraco com a haste de controle como núcleo.

Eu era um novato, mas consegui "voar" a uma distância máxima de 20 pés, tanto à esquerda quanto à direita, descer íngreme ou ligeiramente menos íngreme, mas nunca subir sem rolar instantaneamente um mergulho com ponta de faca. Mais de um acidente ligeiramente atrasado do que voo. Mas alguém acreditava no design o suficiente para comercializá-lo e vendê-lo.

Como muitas pessoas mencionaram exemplos de onde ele foi usado. Gostaria apenas de mencionar que, em aeronaves de grande escala, as tensões envolvidas na deflexão de superfícies de controle para deflexão máxima em velocidades de cruzeiro (mesmo que por uma fração de segundo) provavelmente resultariam em falha estrutural. Além disso, esses tipos de desvios resultariam em enormes forças-g para a tripulação e qualquer passageiro, possivelmente resultando em blackouts ou saídas vermelhas.

Eu sugeriria então que algo assim só poderia ser usado para embarcações não tripuladas. A menos que os valores máximos min escalados com a velocidade da aeronave. Por exemplo, no cruzeiro, em vez de + -30 graus de deflexão, você teria + - 10 a 15 graus.

Isso foi feito nos sistemas glide-bomb da Segunda Guerra Mundial. No entanto, uma vez que a ideia não é amplamente utilizada, ela presumivelmente tem desvantagens práticas.

Sim, poderia. A primeira bomba guiada, o alemão Fritz X desenvolvido durante a Segunda Guerra Mundial, usou essa configuração. Eles refinaram um pouco, oscilando a superfície de controle do neutro para a deflexão rapidamente, de modo que não era uma entrada de controle liga / desliga pura.

Essa foi uma maneira inteligente de contornar as limitações da tecnologia daquele dia, que eles não foram capazes de desenvolver uma superfície de controle ajustável porporcionalmente. Eles poderiam, no entanto, alterar a taxa de oscilação com a eletrônica analógica disponível, o que, na verdade, dava algum controle proporcional. Quanto mais rápido a superfície oscilou, maior a entrada de controle.

O Fritz X foi muito bem sucedido, afundando o encouraçado italiano Roma e danificando vários navios aliados. Ele caiu em desuso quando os aliados obtiveram controle total do ar - o Fritz X foi visualmente guiado e exigiu que um bombardeiro permanecesse perto do alvo enquanto o piloto da bomba o guiava.