Por que os cabos de controle de vôo não afrouxam durante as baixas temperaturas no cruzeiro?

Se você olhar atentamente para o seu desenho, verá que os cabos não são realmente simples, mas realmente funcionam como cintos de aço. Ou seja, há uma polia em cada extremidade e, quando você aciona o controle, o cabo é girado em torno do sistema em um loop.

As polias terminais e / ou polias intermediárias são acionadas por mola para manter uma tensão pré-definida nos cabos e devem compensar qualquer folga no sistema causada pela operação, temperatura ou envelhecimento do cabo.

Se a polia superior esquerda acima for o jugo no cockpit e você girá-lo, o cabo superior girará ao redor do loop, como um cinto, e girará o atuador para baixo, à direita. Note que também significa que quando você gira o manche, ele não puxa significativamente nas molas, o cabo apenas gira.

Curiosamente, o Concorde teve que lidar com contração e expansão. Ao cruzar em velocidades supersônicas, a aeronave se estendia por cerca de dez polegadas.

ADIÇÃO:

Para cabos não em loop, e ocasionalmente para cabos em loop, onde o cabo precisa atravessar entre objetos que se movem um em relação ao outro, também são usados compartimentos de cabos.

Você provavelmente está familiarizado com isso em bicicletas. O truque para eles é que as extremidades da caixa estão presas ou ancoradas ao quadro em algum lugar. O invólucro é flexível, de modo que pode ser disposto em um loop ou em um formato em S que pode ser estendido ou comprimido à medida que os pontos finais fixos se movem em relação um ao outro.

O cabo de controle, por outro lado, tem sempre um comprimento fixo dentro da caixa, apesar da mudança nas posições finais.

O problema com estes itens é que a fricção é alta se comparada às polias, o interior da carcaça pode ficar contaminado com sujeira e detritos, e é impossível inspecionar o cabo dentro da carcaça.

Tal como acontece com o sistema em loop, ainda é necessária uma mola, normalmente na extremidade comercial, para puxar o cabo. Na caixa de cabo único, acionar o cabo da extremidade de controle também envolve puxar a mola.

Eles provavelmente fazem, mas existem molas que ocupam o slake. Na verdade, o diagrama que você postou mostra isso. É chamado de " cabo de folga de cabos ."

Veja a pequena nascente no centro da parte inferior.

Os cabos só podem transferir forças carregadas de tensão, por isso precisamos de dois cabos para podermos desviar em duas direções: os cabos de controle que vão do cockpit para as superfícies de controle podem ser vistos como um loop, como Trevor corretamente identifica.

Desleixo

Os cabos também se estendem e, para a aplicação de cargas remotas, isso é uma desvantagem. O trecho de cabo é em série para todo o comportamento dinâmico e estático dos controles de vôo: a montagem de um cabo malfeito resulta em um comportamento vago e inconsistente do palito, e uma sensação de que o piloto está mexendo em uma panela de sopa. A sensação de rigidez da mola é diluída pela rigidez do cabo e nunca pode ser mais alta. Os cabos devem ter alta rigidez, então vamos tensioná-los, vamos dar a eles uma alta pré-carga.

No entanto, colocar uma alta pré-tensão nos cabos causa altas forças estruturais. Os cabos passam por polias, que são montadas em um rolamento preso a um membro estrutural. Um rolamento. Assim, a polia carrega o rolamento com uma carga de torção e o cabo tenta incliná-lo, o que não é uma boa situação para um cabo. Ele pode sair da polia e ficar preso, resultando em uma aeronave que não pode ser controlada e em um acidente. Infelizmente, tudo em um avião deve ser leve e flexível e não podemos reforçar o alojamento do mancal.

Frouxidão dupla

Portanto, não podemos colocar uma pré-carga muito alta no cabo. Mas uma certa quantidade de pré-tensão é benéfica:

• Os cabos só puxam e o cabo não está puxando pode não ficar folgado, caso contrário, ele também pode sair.
• Os cabos pré-tensionados podem fornecer cargas de pressão, reduzindo a pré-tensão a que foi submetido.

Variabilidade

Uma aeronave é uma estrutura sujeita a uma variabilidade de cargas:

• As pontas das asas curvam-se para cima durante o vôo, dobram-se mais para cima quando o combustível se esgota e batem no pouso.
• Como mencionado no OP, a estrutura se expande e se contrai em função da temperatura. A expansão térmica é de 23,1 µm / (m · K). Um 747 tem 70 m de comprimento, diferenças de temperatura de 90 ° C podem ser alcançadas, então o trecho resultante é de 15 cm. Os cabos de aço esticam metade dessa quantidade, e o percurso total do cabo é diferente a 7 cm da temperatura sozinha.
• Durante o voo, os elevadores & avião de cauda colocar / descer cargas na fuselagem, dobrando-o para cima / baixo. Ailerons dobram as asas mais ou menos.
• Durante a turbulência, as asas voam para cima e para baixo.
• Depois de passar 12 horas a -60 ° C na altitude de cruzeiro, o combustível na asa é muito frio e somente a pele da asa inferior é exposta a ele. A pele da asa superior é exposta ao sol e, com a aproximação, ela se aquece mais e mais: a parte superior da pele se estende por causa do calor e a ponta da asa desce por uma distância surpreendente.

A solução

Queremos alguma pré-tensão no loop de cabo, mas não muito. Queremos que não varie com comprimento e flexão variados, deve ser sempre constante. E queremos alta rigidez diferencial: boa e fácil elasticidade quando não for desviado, rigidez muito alta quando desviado. O que fazer?

Fonte da imagem

A solução é, de fato, aplicar uma mola, mas não uma que esteja ligada à estrutura da aeronave:

• A "roda" não é uma unidade multi-rotação, mas dois quadrantes de cabo que desviam cerca de 40 graus em cada total.
• As molas os puxam em direção ao outro quando nenhuma carga é aplicada, quando o piloto não aplica uma força ao bastão.
• Um mecanismo de bloqueio impede que as duas metades se movam uma em relação à outra quando o piloto faz aplicar uma força. Uma descrição mais detalhada é encontrada na fonte da imagem acima.

Assim, enquanto os controles de vôo são aparados, o cabo é tensionado bem e acomoda várias circunstâncias. Quando forças são aplicadas, este mecanismo é parcialmente bloqueado, apenas levemente quando as forças de luz são aplicadas.

Eles fazem. Veja o link , em particular:

After a few hours in the cold atmosphere cruising along, the throttle cables that run from the bottom of the throttle all the way out to the engines all shrink slightly different amounts, and so to get the same RPM's you often have the throttles sitting at odd angles to each other. This is what they looked like on descent from 37,000' one day.