Como o bloqueio do leme ocorre?

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Citando o artigo da Wikipédia sobre o Estabilizador Vertical :

Rudder lock occurs when the force on a deflected rudder (in a steady sideslip) suddenly reverses as the vertical stabilizer stalls. This may leave the rudder stuck at full deflection with the pilot unable to recenter it.

Mas como esse fenômeno ocorre do ponto de vista aerodinâmico? O que significa dizer que a força se inverte no leme? A força do pedal é significada aqui? Além disso, como o piloto pode se recuperar do bloqueio do leme?

    
por mezzanaccio 04.05.2018 / 11:03

2 respostas

Normalmente, o fluxo de ar sobre o estabilizador vertical é da frente para trás, o que significa que ele atinge a face frontal do leme e age para centralizá-lo. Mas o estabilizador vertical é como uma asa pequena. Em um sideslip, o fluxo de ar vem mais do lado. Se você estiver deslizando a cauda para a direita, usando o leme esquerdo, o fluxo de ar vem da direita. Quando o estabilizador vertical se detém, o fluxo de ar não está mais atuando para centralizar o leme: ele está apenas empurrando-o e empurrando-o para longe do centro.

    
04.05.2018 / 11:36

O bloqueio do leme requer uma ligação mecânica entre os pedais do leme e o leme. Sem força nos pedais, o leme irá, então, cata-vento (flutuar) para uma posição de equilíbrio que depende do ângulo do flanco e do coeficientes do momento da dobradiça daquele leme em particular.

Com um ângulo de deslizamento suficiente, o leme atingirá seus limites de deflexão e parará para avançar. Se o ângulo do flancos ainda aumentar, a diferença entre a deflexão máxima e o ângulo flutuante teórico (se não houver paradas mecânicas) determinará a força aerodinâmica pela qual o leme é pressionado nos batentes.

Neste ponto, o leme exibirá um fluxo totalmente separado em seu lado a sotavento, mas isso apenas altera as derivadas do momento da dobradiça e o ângulo flutuante resultante. Normalmente, a relação entre a mudança no ângulo do flanco lateral e a mudança resultante no ângulo de flutuação é menor que a de ângulos pequenos, mas aumenta acima de um para ângulos maiores. Isso significa que o leme sofrerá um aumento acentuado no momento da dobradiça para pequenos aumentos no ângulo do flanco lateral, uma vez que tenha atingido sua deflexão máxima.

Até que ponto o piloto é capaz de superar essas forças e trazer o leme de volta ao neutro depende do tamanho do leme e da pressão dinâmica. Idealmente, ele / ela nunca permitiria que o leme flutuasse, o que também deveria garantir que os ângulos de deslize permanecessem baixos. No entanto, em algumas manobras, como no flanco de um lado, você quer ângulos de deslize superiores, e um leme bloqueado é normal.

Quando eu estava voando o Discurso de Schempp-Hirth , eu poderia flutuar suavemente em um deslize lateral com ângulos moderados e sem travamento do leme, ou balançar violentamente a aeronave contra o flancos, o que resultou em um ângulo de deslizamento mais alto e um leme bloqueado. No entanto, as forças do leme em um planador são baixas e o término dessa condição foi trivialmente fácil.

Eu também testemunhei uma queda na minha carreira quando um vôo de teste com uma aeronave marginalmente estável deu errado. A aeronave estava voando a Mach 0,7 e tinha uma articulação totalmente mecânica do leme. O piloto havia tirado os pés dos pedais e a aeronave entrou em um deslize quando fez duplicações de ailerons. Somente quando a deflexão do leme alcançou 10 ° ele tentou corrigir essa condição (neste ponto o ângulo do flanco lateral também era de aproximadamente 10 °), mas a deterioração da estabilidade direcional no flanco superior empurrou a aeronave para um máximo de 27 ° de flancos. Como a deflexão máxima do leme era de apenas 20 °, a aeronave recuperou alguma estabilidade com o leme bloqueado no ângulo máximo do flanco lateral e acabou em uma oscilação entre 17 ° e 27 ° de flancos laterais. As forças do pedal envolvidas eram altas demais para serem superadas. Infelizmente, a cauda era uma cauda em forma de T e produziu um strong momento de abaixamento com aqueles ângulos de deslize mais altos, e também as forças do braço estavam muito altas para corrigir isso. No final, a aeronave mergulhou no chão.

    
04.05.2018 / 23:08