Por exemplo, flaperons (flaps + ailerons) e elevons (elevator + ailerons) são todas superfícies de controle individuais, mas desempenham as funções de duas superfícies de controle diferentes. Qual é o sentido de fazer uma única superfície de controle, assumir as funções de dois?
Isso é especulação, então dê a credibilidade que ela merece ....
Se o desempenho exigido da aeronave exigir que os ailerons sejam essencialmente o comprimento total da asa (como no avião que você imaginou), pode não haver espaço suficiente para que os flaps também sejam tão eficazes quanto necessário. Portanto, a solução é uma superfície de controle longa o suficiente para satisfazer ambas as necessidades.
As abas que se estendem somente sobre a parte da asa causarão mudanças de sustentação principalmente sobre essa parte da asa, o que resultará em uma distribuição de sustentação sobre o alcance, o que está longe da ideal elíptico quando a aba é defletida. Portanto, faz sentido mover os ailerons na mesma direção, especialmente quando as abas internas são simples abas de mudança de cambagem.
Para dar uma asa de avião dócil stall properties , a planform não deve ser elíptica, mas ser" fuller "(= ter mais acorde local do que a elipse ideal) nas pontas das asas. Com um plano elíptico e uma distribuição de elevação elíptica, o coeficiente de sustentação local será idêntico ao de toda a asa, e as rajadas podem causar facilmente uma baia local em uma asa externa em voo lento. A conseqüência será um rolo incontrolável, que pode arruinar o dia do piloto ao ocorrer perto do solo. Portanto, é melhor deixar alguma margem aumentando o acorde local e adicionando algumas eliminação às dicas. p>
Agora esta asa terá uma distribuição elíptica apenas em um ângulo de ataque. Se o ângulo de ataque for maior, a distribuição de sustentação será mais completa e, se for menor que o ângulo de ataque "elíptico", algum levantamento estará faltando nas pontas. Ambas as condições causarão maior arrasto induzido do que o necessário. As abas ajudam ajustando a curvatura local de tal forma que, se forem definidas corretamente, a distribuição de sustentação de amplitude será muito mais próxima do ideal elíptico do que sem abas. Isso requer um cronograma de flap para fazer mudanças de deflexão maiores em direção ao root - observe qualquer configuração moderna de flap de mudança de planador de alto desempenho, e você verá o que quero dizer: os flaperons alterarão a deflexão menos que os flaps inboard. Isso tem o benefício adicional de deixar mais margem para as deflexões do aileron.
Esta é a desvantagem das superfícies de controle combinadas: O que é necessário para uma função não está mais disponível para a outra função, porque o alcance máximo de deflexão utilizável é limitado.
Para os nitpickers: Por favor, entenda o termo "distribuição de elevação elíptica" como "distribuição de circulação elíptica". Então tudo está bem.
Várias boas razões, dependendo do design e da intenção da aeronave:
Simplicidade mecânica. No seu caso de "flaperons", ter um único conjunto de superfícies de controle faz duas coisas diminuir o número de partes móveis que o avião possui. Simples é melhor; quanto mais simples for a sua aeronave, menos pode dar errado (e quanto mais leve ela é, e quando você está tentando extrair algo do chão, o peso leve também é bom).
Durabilidade. Mesmo quando a simplicidade mecânica não é uma preocupação, a nave tem abas e ailerons distintos (em várias seções), fazendo com que os ailerons reajam também à posição do flap. como entrada stick / yoke pode ajudar a normalizar as forças através da asa, reduzindo os momentos de cisalhamento ao longo da longarina de asa e outras seções de tensão da asa, diminuindo o potencial de fadiga e falha. Alguns aviões comerciais, particularmente os da Boeing, têm superfícies de controle da asa traseira em três seções; innermost são um conjunto de flaps multi-tier, em seguida, no meio são "ailerons" que atuam como ailerons na velocidade de cruzeiro, mas flaps na decolagem / pouso, em seguida, o "outboard ailerons", que são usados apenas em baixa velocidade. >
Aerodinâmica. Cada centímetro quadrado da área da superfície do avião aumenta o arrasto. Projetos como o V-tail reduzem a área total da superfície, eliminando toda uma superfície de controle e estabilizador da empenagem, usando os dois restantes como "vórtices do leme". Este Beechcraft V35 é conhecido como um cruzador muito eficiente, especialmente em altitude (infelizmente, eles também têm um mau presságio para o comportamento de rolamento squirrelly e uma série de falhas estruturais no início da produção, levando ao seu apelido de "Doctor Killers"):
O B-2 Spirit, obviamente, não tem cauda nenhuma, então as superfícies de controle primárias quadruplicam como ailerons, elevadores, spoilers / freios a ar e leme (abrindo o freio a ar de um lado ou do outro) . A nave tem sistemas de flaps separados, então as superfícies de controle primárias são somente "spoilaileruddervators":
Controle de computador. O F-16 foi projetado com "elevons" em vez de controles tradicionais de ailerons / elevadores por várias razões, sendo uma das principais para reduzir a complexidade necessária do F FLCC analógico original de -16A. As únicas superfícies de controle nas asas são as abas de borda traseira que também estão sob controle FLCC e estendidas em qualquer situação de alta AOA. Aeronaves de asa delta sem canards, como o Mirage 2000, usam elevações por necessidade (o Rafale e o Eurofighter usam elevadores canard, mas os complementam em altas velocidades ou AOAs com os elevons).
A desvantagem é que o sistema de controle deve permitir que as superfícies de controle combinadas sejam controladas de uma maneira que faça sentido para um piloto. Isso pode ser feito mecanicamente, mas especialmente em aeronaves que são fly-by-wire de qualquer maneira, combinando as entradas no software tem peso zero ou custo de complexidade mecânica.
Os projetistas de planadores usam flaperons com frequência porque o acorde é tão estreito e a envergadura é tão longa que os ailerons têm que abranger o comprimento da asa para ter autoridade de rolagem suficiente. Isso não deixa espaço para adicionar abas, então elas são incorporadas aos ailerons.