En aktiv differensial høres fristende ut, høyteknologisk og noe du vil kjøpe når du skal kjøpe en crossover eller SUV, men hva er det egentlig, hva gjør det, og er det virkelig nødvendig? Disse viktigste spørsmålene vil bli utforsket i en komparativ test av Mitsubishi Outlander SUV-er med to forskjellige girkasser: med en konvensjonell differensial og med den nye aktive S-AWC-differensialen.
For en komparativ analyse av ytelse under forskjellige forhold ble det tatt to helt identiske Mitsubishi Outlander-biler, med den eneste forskjellen at den ene Outlander har en tradisjonell åpen differensial installert foran, og den andre har et S-AWC aktivt differensialsystem, som har vært installert på disse kjøretøyene siden høsten 2014. crossovere utstyrt med en 3-liters sekssylindret bensinmotor.
S-AWC er et smart firehjulsdriftssystem utviklet av Mitsubishi. Er en forkortelse av uttrykket " Super All Wheel Control", som kan oversettes som "Supernivåkontroll av alle hjul."
S-AWC-systemet er installert på biler i "Sport" -konfigurasjonen, som er 20 000 rubler dyrere enn "Altimet" -konfigurasjonen. Nesten hele dette beløpet er kostnaden for den aktive differensialen.
Under normale forhold er det svært vanskelig å identifisere forskjellen i oppførselen til disse bilene med forskjellige differensialer, siden den bare vises når crossoveren mister bane- og retningsstabilitet, når den forlater buen når den svinger eller manøvrerer på en vei med en veldig ujevn vedheftskoeffisient (for eksempel is - asfalt ).
Outlander bytter
Det første i køen var en svingprøve på vanlig asfaltdekke. I begynnelsen av denne testingen ser det ut til at kjøreegenskapene til bilene er de samme, men dette er foreløpig - de ble testet i forskjellige hastigheter! Så en Mitsubishi Outlander med en konvensjonell differensial, fra en viss hastighet, og jo høyere den var, desto tydeligere ble måten å rette svingbanen på. Det vil si at jo høyere hastighet et hjørne er i, jo mer bøyer det seg utover under påvirkning av sentrifugalkraft.
Sentrifugalkraft er en fiktiv kraft som oppstår på grunn av tregheten til et legeme i en roterende referanseramme. Kroppen har en tendens til å bevege seg rett, derfor, når den "snus" mot midten, har den en tendens til å "bevege seg bort" fra dette senteret.
Dessuten avhenger ikke dette symptomet av om crossoveren beveger seg uten trekkraft eller med gasspedalen trykket ned. "Outlander" med en aktiv differensial S-AWC følger en gitt vei mye mer villig. Understyringen som ble uttalt i den vanlige Outlanderen har endret seg til nøytral: nå begynner crossoveren å gli jevnt sidelengs, men med alle sine fire hjul. Samtidig opprettholder den både bane- og retningsstabilitet. Faktisk vil dette manifestere seg i bedre bevaring av bevegelsesbanen ettersom hastigheten øker i svinger, noe som betyr at sjåføren vil ha større sjanse for å holde seg i kjørefeltet i stedet for å fly inn i møtende kjørefelt eller i en grøft.
Det skal bemerkes at begge delefilterene også er forskjellige i innstillingene til den stabiliserende elektronikken. Modellen uten S-AWC avbryter ganske enkelt drivstofftilførselen hvis det er plutselig tap av trekkraft, og forhindrer dermed kjøretøyet i å justere kjøretøyets bane ved hjelp av trekkraft. Samtidig fjerner ikke Outlander, utstyrt med det aktive differensialsystemet S-AWC, motormomentet fullstendig, men begrenser det bare. Og likevel ble det lagt merke til at oppførselen til biler er annerledes når de kjører. I dette tilfellet er den aktive differensialen ikke koblet inn (det vil si at ingen trekkraft overføres til forhjulene). Dermed er det åpenbart at den nye versjonen har fått omfattende forbedringer, og ikke bare en ny del.
Sirkulær bevegelse
Et av stadiene for å identifisere forskjeller mellom "Outlanders" var å bevege seg i en sirkel med en diameter på 30 meter, merket med stolper. I en vanlig Mitsubishi Outlander, utstyrt med elektronisk styrt firehjulsdrift, er det en bryter for tre driftsmoduser: firehjulsdrift med intelligent trekkraftfordeling mellom akslene (4WD Auto), firehjulsdrift med låst clutch (4WD). Lås) og forhjulsdrift med tilkoblet bakaksel (4WD Eco). Bryteren er merket med standard 4WD-betegnelse. Kjøretøy utstyrt med S-AWC girkasse har lagt til en fjerde modus kalt Snow, som elektronisk gir optimal trekkraft på alle hjul på glatt underlag.
Ved sirkelkjøring holdt gjennomsnittshastigheten seg i begge variantene på ca 50 km/t. Vi sjekket bevegelse i forskjellige retninger, med forskjellig trykk på gasspedalen, med forskjellige tilstander av stabiliseringssystemet. Som et resultat viste den "aktive" Outlander seg hele tiden å være litt raskere - med en brøkdel av et sekund, men hvis du slår av stabiliseringssystemet, øker tidsgapet. Ja, gapet er lite, men sjåføren som sitter bak rattet på de testede modellene opplever helt andre opplevelser. Når du kjører en vanlig Outlander, må du stille inn rattet til ønsket styrevinkel, trykke på gasspedalen og ikke betjene rattet. De ville gå tilbake til den forrige banen; når en skrens oppstod i en sving, hjalp det bare å bremse, og ratthandlinger førte til ingenting. Og stabiliseringssystemet tillot ikke økende hastighet. Helt andre opplevelser oppsto når du kjørte en crossover med en aktiv differensial, som returnerte følelsen av ekte kontroll over en bil, og ikke en spillrobot - en simulator. Her, når en skrens oppstår eller en forutanelse om at den inntreffer, trenger du bare å vri rattet i ønsket grad, trykk litt på gasspedalen, og det er det - bilen er allerede på banen! Dermed blir Outlander med aktiv S-AWC girkasse tryggere og mer forutsigbar å kjøre.
Glir på basalt
Hjulvedheftskoeffisienten med våt basalt er omtrent den samme som med is, og under slike forhold viste de testede Mitsubishi Outlander-modellene betydelige forskjeller i oppførselen. Den "aktive" Mitsubishi, når den kjører som en slange, gir mulighet for lett svaiing og er mer utsatt for skrens.
En skrens er et brudd på bevegelsesretningen til et kjøretøy langs det langsgående planet.
Men dette er ikke skummelt, for hvis noe skjer, vil elektronikken gripe inn: når den nærmer seg hjørner nær kritiske, slår den av trekkraften og tar delvis over kontrollen, noe som gjør kjøringen av en slik crossover mer interessant og samtidig tryggere.
Ved akselerasjon fra stillestående på samme overflate var Outlander med aktiv differensial igjen foran - den startet sikrere med mindre hjulslipp, mens crossoveren med en konvensjonell differensial hadde til hensikt å gå til siden, men stabiliseringssystemet korrigerte dette umiddelbart. . Det var ingen forskjell i bevegelse når hele bilen eller deler av den var på glatt underlag.
Hva er S-AWC for?
Testen av Mitsubishi Outlander er utstyrt med en ganske kraftig motor som utvikler 230 hk, men den kan ikke betraktes som en sportscrossover, og selv den aktive differensialen som er installert i en av dem, gir faktisk ikke hastighet. S-AWC-transmisjonen gir gevinster på banen bare på en brøkdel av et sekund, så hovedformålet er å øke den aktive sikkerheten, som manifesterer seg ikke bare når du kjører under trekkraft, men også når gassen slippes skarpt. En aktiv differensial kan også hjelpe ved terrengkjøring – i dette tilfellet har føreren en elektronisk styrt frontlås. Men dette er fortsatt ikke en SUV, og under alvorlige terrengforhold vil ikke den aktive differensialen hjelpe - mest sannsynlig vil mellomakselkoblingen overopphetes, og den kommer kanskje ikke til hjelp for en smart design.
I sport og under daglig kjøring utfører en aktiv differensial forskjellige oppgaver: føreren med den utvikler høyere hastighet, og den vanlige sjåføren får større bilsikkerhet, siden bilens tendens til å skli reduseres. Og samtidig, i en vanskelig situasjon, lar en aktiv differensial en person som ikke har dype kjøreferdigheter unngå mange feil. For profesjonelle vil kanskje en bil med en konvensjonell differensial til og med være mer interessant fra et kjøresynspunkt, siden det gjør det mulig å forbli en mot en med bilen uten elektronisk intervensjon.
Så det er definitivt verdt å betale 20 000 rubler for mye for en så smart aktiv differensial når bilen koster halvannen million!
Driftsskjema for den aktive differensialen på Outlander
Prinsippet for drift av S-AWC aktive differensial er basert på implementeringen av skyvevektorkontroll, men skjemaet for driften på Lancer Evolution og på Mitsubishi Outlander er betydelig forskjellig. Så på Evolution er den aktive differensialen plassert på bakakselen og gir trekkraft til det ytre hjulet i forhold til svingen som utføres, og eliminerer understyring. Dette oppnås med to clutcher, som hver leder dreiemomentet til sitt eget hjul.
Men måten S-AWC fungerer på på Outlander er helt annerledes, om ikke annet fordi den er installert på forakselen. Hovedrollen spilles her av flerskiveclutchen, som fungerer som en myk lås. For å komprimere clutchene sender elektronikken et ledende signal i rett øyeblikk, og en mekanisk selvblokkering vil virke med en liten forsinkelse. Den aktive elektriske servostyringen på testede Mitsubishi kompenserer for differensialen, og eliminerer skarp styring på grunn av forskjellen i dreiemoment på høyre og venstre forhjul, som forhindrer at rattet trekkes ut av hendene dine. Naturligvis oppstår ikke enhver nødsituasjon uten inngripen fra crossoverens elektroniske stabiliseringssystem, som begrenser motorkraft og bremsemekanismer som griper hjulene.
S-AWC: skapelseshistorie
Japanerne var de første som laget det og introduserte dette konseptet i bruk. Så tilbake i 1996 installerte Mitsubishi den første aktive differensialen på bakakselen til Lancer Evo IV med firehjulsdrift, og i 1997 installerte Honda et dreiemomentvektorsystem på Prelude-kupéen med forhjulsdrift. Merkelig nok begynte tyskerne, som alltid er blant de første til å, om ikke å lage, så installere høyteknologiske ting, denne gangen å introdusere et nytt produkt først i 2007 (selv om det er et nytt produkt allerede!). Slike enheter ble tilgjengelig som ekstrautstyr på BMW X6 og Audi S4, men den aktive differensialen ble virkelig utbredt bare for Lancer Evolution. I dag kan vi med sikkerhet si at omtrent halvparten av bilprodusentene tilbyr dreiemomentfordelingsfunksjonen mellom hjulene. Vi bør imidlertid ikke glemme at dette ikke er en spesiell mekaniker, men bare en elektronisk etterligning av den.
Video Mitsubishi Outlander overvinner terreng og snø
I dag er vertikale start- og landingsfly ikke lenger en nyhet. Arbeidet i denne retningen startet hovedsakelig på midten av 50-tallet og gikk i en rekke retninger. Under utviklingsarbeidet ble det utviklet fly med roterende installasjoner og en rekke andre. Men blant alle utviklingene som sikret vertikal start og landing, fikk bare en en verdig utvikling - et system for å endre skyvevektoren ved å bruke roterende dyser til en jetmotor. Samtidig forble motoren stasjonær Harrier og Yak-38 jagerfly, utstyrt med lignende kraftverk, ble brakt til full produksjon.
Imidlertid har ideen om å bruke roterende dyser for å sikre vertikal start og landing sine røtter på midten av 40-tallet, da innenfor veggene til OKB-155, ledet av sjefsdesigner A.I. Mikoyan utviklet på eget initiativ et prosjekt for et slikt fly. Forfatteren var Konstantin Vladimirovich Pelenberg (Shulikov), som jobbet ved OKB fra dagen det ble grunnlagt.
Det er verdt å merke seg at tilbake i 1943 K.E. Pelenberg utviklet også proaktivt et prosjekt for et jagerfly med kort start og landing. Ideen om å lage en slik maskin var forårsaket av designerens ønske om å redusere startavstanden for å sikre kamparbeid fra frontlinjeflyplasser skadet av tyske fly.
På begynnelsen av 30-40-tallet ga mange flydesignere oppmerksomhet til problemet med å redusere start- og landingsavstanden til et fly. Men i sine prosjekter prøvde de å løse det ved å øke løftet av vingen ved hjelp av forskjellige tekniske innovasjoner. Som et resultat dukket det opp et bredt utvalg av design, hvorav noen nådde prototyper. Biplan med en nedre vinge som kan trekkes ut under flukt (IS-jagerfly designet av V.V. Nikitin og V.V. Shevchenko) og monoplan med en vinge som kan trekkes ut under flyging (RK-fly designet av G.I. Bakshaev) ble bygget og testet. I tillegg ble en lang rekke vingemekaniseringer sendt inn for testing - uttrekkbare og klaffe lameller, ulike typer klaffer, delte vinger og mye mer. Disse innovasjonene kunne imidlertid ikke redusere start- og løpsdistansen vesentlig.
I prosjektet sitt fokuserte K.V. Pelenberg ikke på vingen, men på kraftverket. I perioden 1942-1943. han utviklet og analyserte nøye flere jagerflydesigner som brukte en endring i skyvesektoren på grunn av bøybare propeller for å forkorte start og reise. Vingen og halen bidro i disse tilfellene bare til å oppnå hovedoppgaven.
Jagerflyet som til slutt ble utviklet var et to-boms monoplan med trehjuls landingsutstyr med frontstøtte. Avstandsmessige bjelker koblet vingen til halen, som hadde en altbevegelig stabilisator. Hovedlandingsstellestøttene var plassert på bjelkene Håndvåpen og kanonvåpen var plassert i den fremre delen av flykroppen.
Kraftverket var plassert på baksiden av flykroppen bak cockpiten. Kraften ble overført gjennom en girkasse og langstrakte aksler til sammenkoblede skyveskruer som hadde motrotasjon. Sistnevnte eliminerte reaksjonsmomentet og økte effektiviteten til propell-motorgruppen.
Under start- og landingsmoduser kunne de to propellene, ved hjelp av en hydraulisk drivenhet, roteres ned i forhold til girkassens akse, og derved skape en vertikal løftekraft. Designet med to bjelker lettet fullt ut den frie bevegelsen til propellene, mens de i avbøyd posisjon ble litt skyggelagt av flykroppen og vingen. Når man nærmer seg bakken eller flyr nær den, skulle propellene danne et område med fortettet luft under flyet, og skape effekten av en luftpute. Samtidig økte deres effektivitet også.
Når propellene snudde ned fra lengdeaksen, oppsto det naturligvis et dykkemoment, men det ble motarbeidet på to måter. På den ene siden, avbøyningen av den alt-bevegelige stabilisatoren, som opererer i sonen med aktiv blåsing av propellene, til en negativ vinkel. På den annen side, avbøyningen av vingekonsollen i kordeplanet fremover med en vinkel som tilsvarer balansebetingelsene for en gitt retning av skyvevektoren. Da flyet ble overført til horisontal flyging etter å ha steget til sikker høyde, snudde propellene til sin opprinnelige posisjon.
Hvis dette prosjektet ble gjennomført, kunne det foreslåtte jagerflyet ha en veldig kort startavstand, men for vertikal start var kraften til motorene som eksisterte på den tiden tydeligvis ikke nok. Derfor, for et slikt prosjekt, for å redusere start- og landingsavstander, samt start og landing langs en bratt bane nær vertikalen, var det nødvendig med en eller to høyeffektsmotorer som opererer synkront på samme aksel.
Designet av K.B. Pelenbergs jagerprosjekt er interessant ved at det brukte propellkraft med stor effektivitet for å skape ekstra løft for flyet og aerodynamiske balanseringsmidler som var uvanlige for den tiden - en bevegelig vinge eller, som det nå kalles, en vinge med variabel geometri, også som en kontrollert stabilisator. Det er interessant å merke seg at disse og noen andre tekniske nyvinninger foreslått av designeren i dette prosjektet var betydelig forut for sin tid. Imidlertid fant de senere verdig anvendelse i flykonstruksjon.
Det korte start- og landingsjagerprosjektet forble et prosjekt, men det styrket bare forfatterens ønske om å lage et vertikalt start- og landingsfly. Konstantin Vladimirovich forsto at muligheten for vertikal start åpnet uvurderlige taktiske muligheter for militær luftfart. I dette tilfellet kan fly være basert på ikke-asfalterte flyplasser, ved bruk av områder av begrenset størrelse, og på skipsdekk. Relevansen av dette problemet var klart allerede da. I tillegg, med økningen i de maksimale flyhastighetene til jagerfly, økte deres landingshastigheter uunngåelig, noe som gjorde landing vanskelig og usikker; i tillegg økte den nødvendige lengden på rullebanene.
På slutten av den store patriotiske krigen, med opptredenen i vårt land av fangede tyske jetmotorer YuMO-004 og BMW-003 og deretter Derwent-V, Nin-I og Nin-II-motorene kjøpt fra det engelske selskapet Rolls-Royce ", var det mulig å lykkes med å løse mange problemer i den innenlandske jetflyindustrien. Riktignok var kraften deres fortsatt utilstrekkelig til å løse oppgaven, men dette stoppet ikke arbeidet til flydesigneren. På dette tidspunktet jobbet Konstantin Vladimirovich ikke bare i designbyrået til sjefdesigneren A.I. Mikoyan, men underviste også ved Moscow Aviation Institute.
Til utviklingen av et jagerfly med vertikal start og landing, som brukte en turbojetmotor (TRD) som kraftverk, K.V. Pelenberg startet i begynnelsen av 1946 på eget initiativ, og i midten av året var maskinprosjektet stort sett avsluttet. Som i forrige prosjekt valgte han et design med et fast kraftverk, og vertikal start ble levert av en variabel skyvekraftvektor.
Et trekk ved den foreslåtte ordningen var at den sylindriske dysen til jetmotoren endte i to symmetrisk divergerende kanaler, ved enden av hvilke dyser som roterte i et vertikalt plan ble installert.
En betydelig fordel med den foreslåtte enheten var enkelheten i designet, fraværet av behovet for å endre dysen på selve motoren og den relativt enkle kontrollen. Samtidig krevde det ikke mer innsats og komplekse enheter å snu dysene, som for eksempel ved å endre skyvevektoren ved å snu hele kraftverket.
Jagerflyet utviklet av Konstantin Vladimirovich var et monoplan med en modifisert motorlayout. Den kraftigste engelske turbojetmotoren "Nin-II" med en skyvekraft på 2270 kgf skulle tjene som kraftverk på den tiden. Lufttilførselen til den ble utført gjennom det frontale luftinntaket. Ved konfigurering av maskinen var et av hovedkravene at aksen til skyvevektoren, ved avbøyning av dysene, skulle passere nær tyngdepunktet til flyet. Avhengig av flymodus, måtte dysene roteres til de mest gunstige vinklene fra 0 til 70°. Den største avbøyningen av dysen tilsvarte landingen, som var planlagt utført ved maksimal motordriftsmodus. Endring av skyvevektoren skulle også brukes til å bremse flyet.
I mellomtiden, på grunn av plasseringen av kraftverket i en vinkel på 10-15° i forhold til jagerflyets horisontale plan, varierte rekkevidden av avviket til dysene fra motoraksen fra +15° til -50°. Det foreslåtte designet passet godt inn i flykroppen. Den korresponderende rotasjonen og tilten av dysernes rotasjonsplan gjorde det mulig å ikke holde dem for langt fra hverandre. I sin tur gjorde dette det mulig å øke diameteren til kanalene - denne ganske kritiske parameteren ble optimalisert under hensyntagen til midtdelen av flykroppen slik at kanalene passet inn i dens dimensjoner.
Teknologisk utgjorde begge kanalene koblet til den faste delen, sammen med rotasjonskontrollmekanismen, én enhet, som ble koblet til den sylindriske motordysen ved hjelp av en flens. Dysene ble festet til endene av kanalene ved hjelp av trykklager. For å beskytte den bevegelige skjøten mot virkningene av varme gasser, blokkerte kantene på dysen gapet i rotasjonsplanet. Tvunget avkjøling av lagrene ble organisert ved å trekke luft fra atmosfæren.
For å avlede dysene var det planlagt å bruke en hydraulisk eller elektromekanisk drivenhet montert på den stasjonære delen av dysen, og et snekkegir med en girsektor montert på dysen. Kraftdriften ble kontrollert enten av piloten eksternt eller automatisk. Lik rotasjonsvinkler ble oppnådd ved samtidig aktivering av drevene. Kontrollen deres ble synkronisert, og den maksimale avbøyningsvinkelen ble fastsatt av en begrenser. Munnstykket var også utstyrt med ledeskovler og et hus designet for å kjøle den.
Dermed har gassstrålen blitt et ganske kraftig middel for å sikre vertikal start og landing. Bruken som et landingsutstyr for et jagerfly med en motorkraft på rundt 2000 kgf reduserte vingearealet så mye at det faktisk kunne gjøres om til et kontrollelement. En betydelig reduksjon i dimensjonene til vingen, som ved høye Mach-tall, som kjent, utgjør hoveddraget til flyet, gjorde det mulig å øke flyhastigheten betydelig.
Etter å ha blitt kjent med prosjektet. A.I. Mikoyan rådet K.V. Pelenberg for å registrere det som en oppfinnelse. De relevante dokumentene ble sendt til Bureau of Inventions of the Ministry of Aviation Industry 14. desember 1946. I søknaden, sendt sammen med et forklarende notat og tegninger med tittelen "Rotary nozzle of a turbojet engine", ba forfatteren om å registrere dette forslag som en oppfinnelse "for å sikre prioritet."
Allerede i januar 1947 ble det holdt et møte i ekspertkommisjonen ved den tekniske avdelingen til MAP under formannskap av Candidate of Technical Sciences V.P. Gorsky. Kommisjonen inkluderte også A.N. Volokov, B.I. Cheranovsky og L.S. Kamennomostsky. I sitt vedtak av 28. januar bemerket kommisjonen at dette forslaget var prinsipielt riktig og anbefalte forfatteren å fortsette å arbeide i denne retningen. Sammen med dette bemerket hun at det er uhensiktsmessig å redusere vingearealet, siden det ville være problematisk å lande flyet ved en feil på kraftverket.
Snart fikk flyprosjektet en konstruktiv utdyping i en slik grad at dette ga forfatteren grunnlag for sin vurdering i TsAGI, CIAM, OKB av anlegg nr. 300 og andre organisasjoner, hvor prosjektet også fikk en positiv vurdering. Som følge av dette ble Søknad av K.V. Pelenberg ble akseptert for vurdering av Office of Inventions and Discoveries under State Committee for the Introduction of Advanced Technology in the National Economy. Samtidig ble publisering av den foreslåtte oppfinnelsen forbudt.
Selvfølgelig har prosjektet ennå ikke dekket og kunne ikke umiddelbart dekke alle finessene knyttet til opprettelsen av et vertikalt avgangfly. Dessuten måtte jeg jobbe alene. Men selv om det oppsto mange tekniske vanskeligheter og nye problemer, ble det allerede da klart at prosjektet var reelt, at det var begynnelsen på en ny retning innen moderne luftfart.
Den roterende dysen alene løste ikke alle problemene som oppstår under vertikal start. Som det fremgår av avgjørelsen fra MAP-ekspertkommisjonen,
"...når retningen til gassstrålen endres, vil stabiliteten og balansen til flyet endres, noe som vil forårsake vanskeligheter med kontroll under start og landing."
Derfor, i tillegg til å endre skyvevektoren, var det nødvendig å løse problemet med å stabilisere kjøretøyet, siden i fravær av luftstrøm rundt vingen og halen, spilte de ikke lenger rollen som stabilisatorer.
For å løse dette problemet utarbeidet Konstantin Vladimirovich flere stabiliseringsalternativer. For det første kan ubalansen til flyet når skyvevektoren avbøyes under flukt, motvirkes ved å endre angrepsvinklene til stabilisatoren. For det andre, ved lave flyhastigheter, foreslo han bruk av en ekstra jetenhet (autonom eller ved bruk av gasseksos fra postkompressordelen av motoren). Å jobbe med den andre metoden var en skremmende oppgave, siden uten forskning og rensing i en vindtunnel var det umulig å bedømme oppførselen til flyet med en avbøyet gassstråle nær bakken.
Faktum er at når innledende tverrgående forstyrrelser oppstår nær bakken, øker vinkelakselerasjonene til vingen raskt, noe som fører til kritiske rullevinkler til flyet. Ved manuell kontroll av sidestabilisering har piloten av subjektive grunner ikke tid til å reagere i tide på utseendet til den første rullen. Som et resultat av forsinkelsen i kontrollinngangen, samt en viss treghet i systemet, kan manuell kontroll ikke garantere en rask og pålitelig gjenoppretting av den skadede sidebalanseringen. I tillegg fører gassstrømmen som kommer ned fra jetmotoren, og fanger opp tilstøtende luftmasser, at luft strømmer fra den øvre overflaten av vingen til den nedre, noe som får trykket på toppen av vingen til å øke og avta under den. Dette reduserer vingens løft, reduserer demping og gjør det vanskelig å stabilisere flyet i rulle. Spesielt derfor krevde rullekontroll dobbelt så mye følsomhet som pitchkontroll.
I denne forbindelse ble i 1953 K.V. Pelenberg utviklet et sidestabiliseringssystem for sitt VTOL jagerflyprosjekt. Dets særegenhet var bruken av to rullegyrostabilisatorer på flyet, som ble plassert på vingen (en i hver konsoll) i maksimal avstand fra maskinens lengdeakse. For deres drift ble en del av energien til gassstrålen til turbojetmotoren brukt. Systemet ble satt i drift ved hjelp av gyroskoper, som er sensorer for den stabiliserte posisjonen til flyet i rulle og samtidig fordelere av retningen for å gjenopprette reaktive krefter.
Når flyet rullet, skapte gyrostabilisatorene to like reaktive momenter påført konsollene og virket i motsatt retning av rullen. Etter hvert som flyets rulle økte, økte gjenopprettingsmomentene og nådde sin maksimale verdi når den maksimalt tillatte rullevinkelen ble nådd under sikkerhetsforhold. Et slikt system hadde den fordelen at det ble satt i drift automatisk, uten deltakelse av piloten og uten mellomforbindelser, var treghetsfritt, hadde høy følsomhet og konstant beredskap for arbeid, og skapte også forhold for aerodynamisk demping av vingen.
Gyro-gassstabilisatorer ble satt i drift under start- og landingsmoduser samtidig med rotasjonen av hoveddysene til turbojetmotoren og overføringen av motorene til vertikal skyvekraft. For å stabilisere flyet i alle tre aksene ble også pitch-stabiliseringssystemet satt i drift i dette øyeblikk. For å slå på rullestabilisatorene, åpnet piloten spjeldene plassert i turbindelen av jetmotoren. En del av gasstrømmen, som hadde en hastighet på ca. 450 m/s på dette stedet, stormet inn i gassrørledningen, og derfra inn i gyroblokken, som dirigerte den i den retningen som var nødvendig for at rullen skulle stige. Når klaffene ble åpnet, åpnet den øvre og nedre klaffen seg automatisk, og dekket utskjæringene i vingen.
I tilfelle flyvingen inntok en strengt horisontal posisjon i forhold til langsgående og tverrgående akser, var de øvre og nedre vinduene til høyre og venstre gyroblokk åpne til halvparten av størrelsen. Gassstrømmer kom ut med like hastigheter opp og ned, og skapte like reaksjonskrefter. Samtidig forhindret den oppadgående utstrømningen av gass fra gyroblokken luftstrømmen fra den øvre overflaten av vingen til den nedre, og følgelig ble vakuumet over vingen redusert når motorens skyvevektor ble avviket.
Når en rull dukket opp, reduserte gyro-gass-stabilisatordemperen på den senkede vingekonsollen gasseffekten oppover og økte gasseffekten nedover, og det motsatte skjedde på den hevede konsollen. Som et resultat økte den reaktive kraften rettet oppover på den senkede konsollen, og et gjenopprettingsmoment ble opprettet. På den stigende vingekonsollen økte tvert imot den reaktive kraften som virket nedover, og det oppsto et like gjenopprettingsmoment som virket i samme retning. Når rullen var nær den maksimalt sikre, åpnet gyroblokkspjeldene seg helt - på den senkede konsollen for å la gassen strømme nedover, og på den hevede konsollen for å la gassen strømme oppover, som et resultat av at det oppsto to like momenter, skaper et totalt gjenopprettende øyeblikk.
Hoveddelen av den utviklede stabilisatoren var den gyroskopiske enheten. Dens fremre aksel var stivt festet til den ytre boksen, og bakakselen var stivt festet til gassmottakeren. Akselakslene ga gyroblokken fri rotasjon i forhold til aksen, som ved montering av rullestabilisatoren i vingen måtte plasseres strengt parallelt med flyets lengdeakse. I tilkoblingsplanet til gassmottakeren med hyroblokken var det et formet vindu, delvis lukket i bunnen og toppen med et spjeld. I dette planet nærmet gyroblokken og mottakeren hverandre med et minimumsgap, noe som sikrer fri rotasjon av gyroblokken. For å unngå unødvendig gasslekkasje hadde sammenføyningsflyet en labyrinttsegling.
Mottakeren inneholdt en gassfordelingsmekanisme. Dens rolle var å lede gassstrømmen fra hovedledningen til øvre eller nedre kammer i gyroblokken, som deretter strømmet ut gjennom vinduene mellom bladene på gyroblokkskivene. Avhengig av hvilken retning blokken ble snudd, lukket spjeldet enten det øvre vinduet eller det nedre, og overfører gass fra hovedledningen til et av kamrene. Når gyroskopet var i drift, opprettholdt blokken konstant en horisontal posisjon, og rotasjonen av spjeldet og omløpet av gass inn i kamrene skjedde som et resultat av rotasjonen av gassmottakeren i forhold til den tverrgående aksen forårsaket av hellingen av vinge. Jo større rullevinkelen er, desto mer åpnet det ene gyroblokkvinduet og det andre lukket.
Gyroblokken ble installert i en stiv boks, som to par skjold ble festet på ved hjelp av hengsler, som dekket utskjæringene i vingen øverst og nederst. I lukket stilling passer klaffene tett til lamellene og resten av vingeflaten, uten å forstyrre konturen. De ble også åpnet av piloten samtidig med gassventilen til jetmotoren.
Gyrostabilisatorene var montert i vingekonsollene på en slik måte at gyroskopenes plan lå i planet til flyets lengde- og tverrakser. For fly av relativt små størrelser, som kan ha betydelige svingningsvinkler i tonehøyde, for å unngå fenomenet gyroskoppresesjon, var det planlagt å innføre en parallellogramforbindelse mellom de tverrgående aksene til høyre og venstre gyroblokk for å holde dem sammen.
I følge beregninger kan sidestabilisering av et vertikalt startjagerfly som veier 8000 kg med et skyvekraft-til-vekt-forhold lik én og kraft hentet fra turbojetmotoren på 3-4 % gis av gyrostabilisatorer plassert 2,25 m fra motoren. lengdeakse. I dette tilfellet var de tilstrekkelig diameter 330 mm, høyde - 220 mm, lengden på den ytre boksen - 350 mm, bredden på den indre boksen - 420 mm, gassrørledningens diameter - 142 mm, avstanden mellom aksene til blokk og gassrørledningen - 295 mm. Slike vingeinstallasjoner vil kunne skape rettemomenter på 100 kgm hver ved en rullevinkel på 10°, og 220 kgm ved en rullevinkel på 25-30°.
Imidlertid var dette vertikale start- og landingsjagerprosjektet ikke bestemt til å gå i oppfyllelse på den tiden - det var også langt foran datidens tekniske evner. Og offisielle miljøer var veldig skeptiske til ham. Siden planøkonomien i Sovjetunionen, som ble hevet til et absolutt nivå, tilsynelatende også innebar planlagte oppfinnelser, var det alltid mangel på fri arbeidskapital i designbyråene for deres egen storstilte FoU. Dermed forble initiativprosjektet for et innenlands vertikalt start- og reisefly på papiret i fremtiden.
I mellomtiden ble ideen om å utvikle et vertikal take-off and ride (VTOL) jetfly tatt mer alvorlig i Storbritannia. I 1957 begynte selskapet "Hauker Siddley" proaktivt å utvikle et slikt fly, og selv om de heller ikke hadde noen erfaring med å lage maskiner av denne klassen, tok det eksperimentelle jagerflyet R. 1127 "Kestrel" etter bare tre år av. Og seks år senere ble et eksperimentelt Harrier-angrepsfly bygget på grunnlaget - en prototype av kjøretøyer med samme navn, nå adoptert ikke bare av British Royal Air Force, men også av andre land i verden.
I Sovjetunionen var det kanskje bare LII som faktisk studerte muligheten for å lage et vertikalt start- og landingsjetfly. I 1958 ble en gruppe ledet av A.H. Rafaelians, utviklet og bygget en eksperimentell enhet kalt "Turbolet".
Flyvningene hans beviste den grunnleggende muligheten for å lage et fly med jetkontroll i vertikale start-, sveve- og landingsmoduser, så vel som under overgangen til horisontal flyging. Imidlertid hadde ideen om å lage et vertikalt start- og landingsfly ennå ikke fanget de offisielle myndighetenes sinn, selv om "porteføljen" til innenlandske designere inkluderte et prosjekt for et slikt fly og erfaringen samlet under testing av "Turbolet".
Det var først på slutten av 1960, da R. 1127 Kestrel-flyet allerede fløy, og de første detaljerte publikasjonene om det så ut til at det så ut til å "bryte gjennom" i offisielle kretser. Sentralkomiteen til CPSU og Ministerrådet i USSR tenkte alvorlig og bestemte seg nok en gang for å «ta igjen og innhente det forfalne Vesten». Som et resultat, etter nesten et år med korrespondanse mellom alle interesserte organisasjoner, ble arbeidet med design og konstruksjon av et vertikalt start- og landingsfly, på grunnlag av deres felles resolusjon av 30. oktober 1961, overlatt til OKB-115 av sjefdesigner A.S. Yakovleva. Utviklingen av kraftverket ble betrodd OKB-300, sjefsdesigner S.K. Tumansky. Riktignok er det verdt å merke seg at tilbake i 1959, nestleder i Ministerrådet for USSR D.F. Ustinov, leder av statskomiteen for luftfartsteknologi P.V. Dementiev og øverstkommanderende for Air Force SA K, A. Vershinin utarbeidet et utkast til resolusjon, der de planla å overlate opprettelsen av en eksperimentell jagerfly med vertikal start og landing til Design Bureau of Chief Designer G.M. Berneva.
Høsten 1962 forlot den første av tre prototyper av flyet, kalt Yak-Zb, beregnet for laboratoriebenketester, monteringsbutikken; 9. januar 1963 forlot testpiloten Yu.A. Garnaev utførte den første tjorede hengingen på den andre kopien av Yak-Z6, og den 23. juni - gratis. Under testene Yu.A. Garnaev ble erstattet av testpilot V.G. Mukhin, som 24. mars 1966 utførte den første vertikale start- og landingsflyvningen på den tredje eksperimentelle maskinen. Yak-Zb kraftverket ble drevet av to R-27-300 turbojetmotorer utstyrt med roterende dyser. Deretter tjente erfaringen med å bygge og teste det eksperimentelle Yak-36-flyet som grunnlaget for opprettelsen av kampflyet VTOL Yak-38 (Yak-ZbM), som ble satt i serieproduksjon og ble brukt av marinens luftfart.
I mellomtiden, den 29. august 1964 (18 år senere!) utstedte Statens komité for oppfinnelser og oppdagelser K.V. Shulikov (Pelenberg) opphavsrettssertifikat nr. 166244 for oppfinnelsen av en roterende jetmotordyse med prioritet datert 18. desember 1946. Men på det tidspunktet var USSR ikke medlem av den internasjonale organisasjonen for oppfinnelser og funn, og derfor dette prosjektet kunne ikke motta verdensomspennende anerkjennelse, siden opphavsretten bare gjaldt Sovjetunionens territorium. På dette tidspunktet hadde den roterende dysedesignen funnet praktisk anvendelse i flyteknikk, og ideen om et vertikalt avgangfly ble utbredt i verdensluftfart. For eksempel var den nevnte engelske R.1127 Kestrel utstyrt med en Pegasus turbojetmotor med fire roterende dyser.
I oktober 1968 sendte P. O. Sukhoi, i hvis designbyrå Konstantin Vladimirovich jobbet på dette tidspunktet, en begjæring til S. K. Tumansky om å betale forfatteren en godtgjørelse, siden bedriften ledet av sistnevnte hadde mestret serieproduksjonen av jetmotorer med en dyseanordning laget etter den foreslåtte K.V. Shulikov-opplegg. Som Pavel Osipovich bemerket i sin adresse, med tanke på dens tekniske betydning, var denne oppfinnelsen en av de største som har blitt gjort innen luftfartsteknologi.
Og 16. mai 1969 ble P. O. Sukhois appell støttet av A. A. Mikulin, som understreket at oppfinnelsen av K.V. Shulikov ble anmeldt av ham tilbake i 1947, og "betraktet som en ny, interessant teknisk løsning som lover i fremtiden en reell mulighet til å bruke motorkraft for å lette start og landing av fly." I tillegg var det på dette tidspunktet mottatt positive konklusjoner om 1946 VTOL-prosjektet fra CIAM (nr. 09-05 datert 12. april 1963, signert av V.V. Yakovlevsky), TsAGI (nr. 4508-49 datert 16. januar 1966, signert G.S. Byushgens), teknisk råd for OKB-424, samt vedtaket til BRIZ MAP (datert 22. juli 1968).
Søknaden om betaling av godtgjørelse for oppfinnelsen av den roterende dysen ble behandlet på et møte i OKB-300 tekniske råd holdt 10. oktober 1969. Under behandlingen ble det bemerket at det foreslåtte K.V. Shulikovs roterende dyseordning ble først introdusert i USSR på R-27-300-motoren (utgave 27), det vil si at bruken gjorde det mulig å lage den første innenlandske designen av denne klassen. I tillegg ble denne ordningen også utviklet tre ganger ved utviklingen av P-27B-300-motoren (red. 49). Som en bekreftelse på dette ble det tekniske rådet 0KB-ZO0 presentert med en lov om implementering av oppfinnelsen under opphavsrettssertifikat nr. 166244, som ble utarbeidet av lederen for OKB M.I. Markov og den ansvarlige representanten for BRIZ OKB I.I. Motin, loven bemerket det
Siden motorene opprettet i henhold til denne ordningen var en ny lovende retning i utviklingen av teknologi, ble royaltyen satt til 5000 rubler. Dermed anerkjente det tekniske rådet til OKB-300 at arbeidet til K.V. Shulikova dannet grunnlaget for etableringen av det første innenlandske flyet med vertikal start og landing.
Ta dette i betraktning, det vitenskapelige og tekniske rådet til MAP tekniske direktorat, ledet av IT. Zagainova i oktober 1969 anså det som legitimt
"erkjenne prioriteringen i den tekniske utviklingen av prosjektet for det første vertikalt avgangende flyet til innenlandsk luftfartsteknologi."
Basert på den store tekniske betydningen og utsiktene som denne oppfinnelsen hadde, som forutså fremkomsten av vertikal start- og landingsluftfart i mange år framover, og den resulterende forrangen til innenlands luftfart i utviklingen av dette teknologifeltet, vil de vitenskapelige og teknisk råd vurderte det som en teknisk forbedring i nærheten av dens betydning for det tekniske funnet, og anbefalte forfatteren å få utbetalt vederlag.
Dette er en kort historie om verdens første vertikale startflyprosjekt. Og selv om ideen til en fremragende ingeniør og designer K.V., lidenskapelig opptatt av det tekniske konseptet. Shulikov i Sovjetunionen var ikke nedfelt i metall; dette reduserer ikke rettighetene til forfatteren og innenlandsk luftfartsvitenskap og -teknologi til prioritet i opprettelsen av vertikal startluftfart.
Dokumentarmateriale levert av K.V. ble brukt i utarbeidelsen av publikasjonen. Shulikov fra hans personlige arkiv, samt dokumenter fra det russiske statsarkivet for økonomi.
Curriculum Vitae
SHULIKOV (PELENBERG) Konstantin Vladimirovich
Konstantin Vladimirovich Shulikov (Pelenberg) ble født 2. desember 1911 i byen Pskov i familien til en militærmann. I 1939 ble han uteksaminert med utmerkelser fra flyingeniøravdelingen ved Moscow Aviation Institute med kvalifikasjonen til en mekanisk ingeniør. Hans praktiske aktiviteter i luftfartsindustrien K.V. Shulikov startet i 1937, og kombinerte arbeid med studier ved instituttet. Som ansatt i Design Bureau of Chief Designer N.N. Polikarpov gikk han fra designingeniør til sjef for KB-1-vingsektoren. Deltok i design og konstruksjon av jagerflyene I-153 Chaika og I-180.
Fra desember 1939 til 1951 K.V. Shulikov jobbet i designbyrået til sjefdesigner A.I. Mikoyan, hvor han tok en aktiv del i utviklingen og konstruksjonen av MiG-1, MiG-3, I-250, I-270, MiG-9, MiG-15, MiG-17 jagerfly, den eksperimentelle MiG-8 “Duck ” og andre fly. Våren 1941 ble han sendt som en del av brigaden til anlegg nr. 1 oppkalt etter. Aviakhim står til disposisjon for luftstyrkene i de vestlige spesial- og baltiske spesialmilitære distriktene for å hjelpe det flytekniske personellet til kampenheter med å mestre MiG-1- og MiG-3-jagerflyene. Teamets oppgave inkluderte også å eliminere mangler som ble identifisert under drift og å foredle utstyret i henhold til produsentens bulletiner. Under den store patriotiske krigen deltok Konstantin Vladimirovich i restaureringen av MiG-3 jagerfly, som var i tjeneste med luftfartsregimentene til Western Front Air Force og det sjette IAK Air Defense of Moscow. I 1943 utviklet han en teknologi for produksjon av myke drivstofftanker.
Parallelt med sitt arbeid ved OKB-155, fra 1943 til 1951, drev K. V. Shulikov mye deltidsundervisning ved Moscow Aviation Institute, hvor han var medlem av Aircraft Design-avdelingen. Han holdt ca 600 timer forelesninger om flydesign for 5. års studenter, han var også veileder for diplomprosjekter, anmelder og deltok i utviklingen av læremidler for studenter og nyutdannede.
I 1951, i samsvar med ordren til MAP, ble Konstantin Vladimirovich overført til å jobbe ved Aviastroyspetstrust nr. 5, og i 1955 - til disposisjon for OKB-424 av anlegg nr. 81 av MAP. I 1959 flyttet han til Design Bureau of General Designer S.A. Lavochkin, hvor han ledet utviklingen og organiseringen av et automatisk styringspunkt for Dal-missilsystemet på Saryshagan treningsplass i området ved Balkhash-sjøen. Siden 1968 har K.V. Shulikov fortsatte sin karriere i Design Bureau of General Designer P.O. Sukhoi. Han var en aktiv deltaker i utviklingen og konstruksjonen av T-4 supersoniske missilbærende fly.
Fra 1976 til 2003 jobbet Konstantin Vladimirovich i Molniya Research and Production Association, ledet av G. E. Lozino-Lozinsky. Han deltok i utformingen og opprettelsen av det gjenbrukbare romfartøyet "Buran", dets analoge og eksperimentelle prøver. Mange av de tekniske løsningene han foreslo ble akseptert for utvikling og produksjon.
K.V. Shulikov eier en rekke vitenskapelige arbeider og mer enn 30 oppfinnelser innen luftfart og astronautikk. Med hans deltakelse (felles TsAGI, TsNII-30 MO, NII-2 MAP) ble det utført forskningsarbeid på "Forskning av romfartskomplekset for luftoppskyting av missiler", inkludert "Studie av utseendet til flyboosteren til produkt "100" V.N. Chelomeya basert på T-4 supersoniske fly." Han utviklet et prosjekt for et vertikalt start- og landingsfly, prosjekter for forskjellige systemer innen stabilisering og kontrollerbarhet av fly, et prosjekt for en stabiliseringsplattform for en astronomisk stasjon i stor høyde ved USSR Academy of Sciences for å løfte en stort teleskop som veier 7,5 tonn inn i stratosfæren, et prosjekt for en oppblåsbar stige for kosmonauter å jobbe i verdensrommet og annet.
Ladoga-9 UV
Nylig har han utviklet prosjekter for tomotorers flerbruks amfibiefly «Ladoga-bA» med 6 seter og «Ladoga-9I» med 9-11 seter. I 1997 ble Ladoga-bA amfibieflyprosjektet tildelt gullmedaljen på verdensutstillingen Brussel-Eureka-97.
Eller deler av det.
Encyklopedisk YouTube
-
1 / 5
De første eksperimentene knyttet til praktisk implementering av variabel skyvekraftvektor på fly går tilbake til 1957 og ble utført i Storbritannia som en del av et program for å lage et kampfly med vertikal start og landing. Prototypen, betegnet P.1127, var utstyrt med to 90° roterende dyser plassert på sidene av flyet i tyngdepunktet, som ga bevegelse i vertikale, overgangs- og horisontale flymoduser. Den første flyvningen til R.1127 fant sted i 1960, og i 1967 ble det første produksjons-VTOL-flyet, Harrier, laget på grunnlag av det.
Et betydelig skritt fremover i utviklingen av motorer med variabel skyvekraftvektor innenfor rammen av VTOL-programmer var etableringen i 1987 av den sovjetiske supersoniske VTOL Yak-41. Det grunnleggende kjennetegn ved dette flyet var tilstedeværelsen av tre motorer: to løftende og en løftende fremdrift med en roterende dyse plassert mellom halebommene. Den tredelte utformingen av løfte-fremdriftsmotordysen gjorde det mulig å rotere nedover fra horisontal posisjon med 95°. \
Utvidelse av manøvrerbarhetsegenskaper
Selv under arbeidet med R.1127 la testerne merke til at bruken av en avbøyet skyvevektor under flyging letter manøvreringen av flyet noe. Men på grunn av det utilstrekkelige nivået av teknologiutvikling og prioriteringen av VTOL-programmer, ble seriøst arbeid innen økt manøvrerbarhet gjennom høyteknologiske fly ikke utført før på slutten av 1980-tallet.
I 1988, basert på jagerflyet F-15 B, ble det laget et eksperimentelt fly med motorer med flate dyser og skyvevektoravbøyning i vertikalplanet. Resultatene av testflyvninger viste den høye effektiviteten til OVT for å øke flyets kontrollerbarhet ved middels og høye angrepsvinkler.
Omtrent samtidig ble en motor med en aksesymmetrisk avbøyning av en dyse med sirkulært tverrsnitt utviklet i Sovjetunionen, som ble utført parallelt med arbeid med en flat dyse med avbøyning i vertikalplanet. Siden installasjon av en flat dyse på en jetmotor er assosiert med et tap på 10-15% av skyvekraften, ble det foretrukket en rund dyse med aksesymmetrisk avbøyning, og i 1989 tok den første flyvningen til Su-27 jagerfly med en eksperimentell motor plass.
Driftsprinsipp
Et skjema med strømningsavbøyning i den subsoniske delen er preget av sammenfallet av den mekaniske avbøyningsvinkelen med den gassdynamiske. For en krets med avbøyning kun i den supersoniske delen, skiller den gassdynamiske vinkelen seg fra den mekaniske.
Utformingen av dysediagrammet vist i ris. 1a, må ha en tilleggsenhet som sikrer nedbøyning av hele dysen. Dysediagram med strømningsavbøyning kun i supersonisk del på ris. 1b faktisk har den ingen spesielle elementer for å sikre avvik i skyvevektoren. Forskjellene i driften av disse to skjemaene kommer til uttrykk i det faktum at for å sikre den samme effektive avbøyningsvinkelen til skyvevektoren, krever ordningen med avbøyning i den supersoniske delen store kontrollmomenter.
De presenterte ordningene krever også å løse problemene med å sikre akseptable vektdimensjonale egenskaper, pålitelighet, levetid og hastighet.
Det er to skyvevektorkontrollskjemaer:
- med kontroll i ett plan;
- med kontroll i alle plan (med all-vinkel avbøyning).
Gassdynamisk skyvevektorkontroll (GUVT)
Høy effektivitet av skyvevektorkontroll kan oppnås ved å bruke gassdynamisk skyvevektorkontroll (GUVT) på grunn av asymmetrisk tilførsel av kontrollluft inn i dysebanen.
En gassdynamisk dyse bruker en "jet"-teknikk for å endre det effektive området på dysen og avlede skyvevektoren, mens dysen ikke er mekanisk justerbar. Denne dysen har ingen varme, høyt belastede bevegelige deler, den passer godt med flystrukturen, noe som reduserer vekten til sistnevnte.
De ytre konturene til den faste dysen kan blande seg sømløst med konturene til flyet, og forbedre designets egenskaper med lav observerbarhet. I denne dysen kan luft fra kompressoren ledes til injektorene i den kritiske seksjonen og i den ekspanderende delen for å endre henholdsvis den kritiske seksjonen og styre skyvevektoren.
Dannelsen av kontrollstyrker sikres ved følgende operasjonsrekkefølge.
- I den første fasen av dysedrift (Fig. 5)øke avbøyningsvinkelen til klaffene til den divergerende delen av dysen - vinkelen α installasjon av utgangsklaffer til den ekspanderende delen 3 dyser
- I den andre fasen (Fig. 6), i modusen for å generere styrekrefter på en del av dyseoverflaten, åpnes spjeldene 8 for atmosfærisk luft å komme inn i deler av sideflaten til den ekspanderende delen av dysen 3 . På Fig.6 visning vist EN og retningen for atmosfærisk luftstrøm gjennom åpne hull med spjeld på en del av sideflaten. Bytte spjeld 8 på den motsatte halvdelen av den laterale ekspanderende delen av dysen fører til avbøyning av strålen og motorens skyvekraft i en vinkel β i motsatt retning.
For å skape kontrollkrefter i en motor med en supersonisk dyse, kan du endre litt på den supersoniske delen av en eksisterende dyse. Denne relativt enkle oppgraderingen krever minimale endringer i hoveddelene og sammenstillingene til det originale standardmunnstykket.
Under design kan de fleste (opptil 70%) av komponentene og delene av dysemodulen ikke endres: monteringsflensen til motorkroppen, hoveddelen, de viktigste hydrauliske stasjonene med festeenheter, spaker og braketter, også som den kritiske delen klaffer. Utformingen av klaffene og avstandsstykkene til den ekspanderende delen av dysen endres, hvor lengden øker, og i hvilke hull ble laget med roterende dempere og hydrauliske aktuatorer. I tillegg endres utformingen av de utvendige klaffene, og de pneumatiske sylindrene for dem erstattes med hydrauliske sylindre, med et arbeidstrykk på opptil 10 MPa (100 kg/cm2).
Avbøybar skyvevektor
Avbøybar skyvevektor (OVT) - munnstykkets funksjon, endre retningen på jetstrømmen. Designet for å forbedre de taktiske og tekniske egenskapene til flyet. En justerbar jetdyse med en avbøybar skyvekraftvektor er en enhet med variable kritiske og utløpstverrsnittstørrelser avhengig av motorens driftsmodus, i hvilken kanal gasstrømmen akselereres for å skape jetskyvekraft og evnen til å avlede skyvevektor i alle retninger.
Søknad på moderne fly
For øyeblikket regnes skyvevektoravbøyningssystemet som et av de obligatoriske elementene i et moderne kampfly på grunn av den betydelige forbedringen i fly- og kampkvaliteter forårsaket av bruken. Spørsmål om modernisering av den eksisterende flåten av kampfly som ikke har OVT blir også aktivt studert ved å erstatte motorer eller installere OVT-enheter på standardmotorer. Det andre alternativet ble utviklet av en av de ledende russiske produsentene av turbojetmotorer - Klimov-selskapet, som også produserer verdens eneste serielle dyse med skyvevektoravbøyning i alle vinkler for installasjon på RD-33-motorene (familie av MiG-29 jagerfly ) og AL-31F (merkekjempere Su).
Kampfly med skyvevektorering:
Med aksesymmetrisk skyvevektoravvik
- Su-27SM2 (AL-31F-M1-motor, produkt 117S)
- Su-30 (AL-31FP-motor)
- PAK FA (prototype)
- F-15 S (eksperimentell)
I slalåm er rullene identiske, det vil si at de også er høye, men det er ingen spor av understyring! I samme hastighet som den "usystematiske" versjonen skled frontenden av all kraft, snur Outlander Sport og fortsetter. Kontrasten er spesielt slående på en bue med avtagende radius, der bilens oppførsel virket helt urealistisk. Hvis den vanlige versjonen knapt kunne fullføre denne øvelsen i en hastighet på 30 km/t, så fullførte den nye modifikasjonen, som har S-AWC, den enkelt i 40 km/t.
Bilen oppfører seg mye mer selvsikker både på sirkelen (glidingen begynner senere) og under "omorganiseringen", som også kan fullføres med høyere hastighet og, i motsetning til den vanlige versjonen, nesten uten drift. Kort sagt, oppførselen til Outlander Sport i ekstreme moduser kan ikke kalles annet enn mirakuløs - crossoveren ser ut til å ignorere fysikkens lover. La oss nå se om forskjellen vil være merkbar når du kjører på offentlig vei.
Nesten en idrettsutøver
Først, la oss huske følelsene av å kjøre en vanlig Outlander, uten Sport-prefikset i navnet, det vil si uten S-AWC. Crossoveren står perfekt på en rett linje, ignorerer ujevnheter og hjulspor, men ved rask innkjøring i svinger har føreren en følelse av usikkerhet på grunn av store velt og manglende reaktiv kraft på rattet. Men kjører du rolig, går alt tilbake til det normale. Glattheten i turen er utmerket, selv om chassiset ikke lenger kan takle oppriktig ødelagt asfalt. Men i nærheten av St. Petersburg, hvor testen fant sted, er veiene noen steder så dårlige at det er på tide å kjøre tank i stedet for bil. Blant manglene noterer jeg en tydelig forringelse av glattheten til turen på den bakre sofaen sammenlignet med forsetene. I tillegg hører andreradspassasjerer nesten ikke de som sitter foran på grunn av den sterke dekkstøyen.
Det er verdt å si at denne bilen ble produsert i 2013. Og i 2014 fikk crossoveren svært betydelige forbedringer. Så jeg har muligheten til ikke bare å finne ut hvordan Outlander Sport-modifikasjonen driver, men også til å vurdere andre innovasjoner i praksis. Først av alt legger jeg merke til en mer sammensatt fjæring, som begynte å gjenskape mikroprofilen til asfalten litt mer detaljert. Men det oppdaterte chassiset tåler bedre alvorlige støt og er mer motstandsdyktig mot rulle under normale kjøreforhold. Siden 2014 har alle Outlander-modifikasjoner fått denne suspensjonen.
Men det strammere rattet er det eksklusive privilegiet til Outlander Sport-versjonen. Og følelsen av bilen har blitt en helt annen: det føles som om den har spennt musklene, og jeg føler meg ikke lenger usikker når jeg tar svinger raskt. Dessuten har oppførselen til crossoveren sporty noter! Jeg liker denne bilen mye bedre.
I tillegg er komforten for baksetepassasjerene betydelig forbedret, først og fremst akustisk. Alle modifikasjoner av 2014 Outlander fikk ekstra lydisolasjon, og dette er merkbart for det blotte øret - nå kan jeg rolig snakke med sjåføren mens jeg sitter i baksetet. Og den stivere fjæringen viste seg overraskende å være mindre risting. Ja, ja, dette skjer når chassiset er riktig konfigurert.
Når det gjelder S-AWC, føles ikke driften i det hele tatt under normal kjøring. Dette er å forvente. Systemet gjør jobben sin ubemerket, og det gis ære og ros for det. Kort sagt, Mitsubishi Outlander blir bedre for hvert år. I 2015 vil crossoveren gjennomgå en global oppdatering. Så vi venter på et nytt møte.
Tekniske egenskaper til Mitsubishi Outlander Sport 3.0
Differensial ligning
Hvordan fungerer skyvevektorkontrollsystemet?
Differensial ligning
Hvordan fungerer skyvevektorkontrollsystemet?
Pavel Mikhailov, publisert 2. mai 2017Foto: Produksjonsbedrifter
Det er en differensial i enhver bil, men hvorfor er det nødvendig? Hva er en "aktiv differensial" med momentvektorfunksjon - og hvorfor hjelper det å snu? La oss finne det ut!
Når du kjører, roterer alle hjulene på en bil med forskjellige hastigheter. Om så bare fordi veien er ujevn, og hvis ett av hjulene treffer en støt, så kjører den lengre enn alle de andre som kjører på flat vei. Men når du svinger, er alt virkelig dårlig: hvert av de fire hjulene beveger seg langs sin egen radius (vær oppmerksom på sporene etter biler i snøen).
Og hvis dette ikke er et problem for ikke-drivende hjul, så er ikke alt så enkelt med drivhjul. Når to drivhjul er forbundet med en stiv aksel, vil dekkene hele tiden skli eller skli, noe som betyr at de slites raskt ut. Samtidig vil drivstofforbruket øke, og bilen vil klare seg dårligere. For å unngå disse problemene er bilene utstyrt med differensialer.
Oppfinneren av differensialen regnes for å være den franske matematikeren Onesiphore Peccoeur, og selve begivenheten dateres tilbake til 1825. Selv om det ifølge noen kilder eksisterte en lignende enhet i det gamle Roma, la oss overlate spørsmålet om historie til spesialistene. I denne artikkelen vil vi være mer oppmerksomme på et relativt ungt system kjent som torque vectoring, som oversatt fra engelsk betyr "thrust vector control".
For det første er det verdt å forstå hvordan en differensial fungerer generelt. Den består av fire hovedelementer: huset, satellittene, satellittaksen og akseltannhjulene. Prinsippet for driften er enkelt: differensialhuset er stivt koblet til det drevne giret til hovedgiret, aksen til satellittene er stivt koblet til huset. Dreiemoment overføres til kroppen, fra den til satellittenes akse og følgelig til satellittene selv - og de overfører på sin side kraft til tannhjulene til akselakslene.
Husk hvordan du som barn balanserte en venn av samme bygning på en huske - du kunne henge i luften uten å berøre bakken. I en differensial er akselakselgirene de samme, så kraftarmen for venstre og høyre akselaksel er også den samme, noe som betyr at dreiemomentet på venstre og høyre hjul er det samme.
Differensialen gjør at hjulene kan spinne i forskjellige retninger i forhold til hverandre. Prøv å vri det ene drivhjulet på heisen - det andre vil rotere i motsatt retning. Men i forhold til bilen roterer disse hjulene i én retning - tross alt roterer differensialhuset også! Det er som å gå baklengs på en buss og fortsatt bevege seg bort fra personen som står igjen på holdeplassen. Så det viser seg at de to hjulene roterer med samme kraft og har muligheten til å gjøre dette i forskjellige hastigheter. Dette vises så tydelig som mulig i videoen:
Denne designen har en ulempe: begge hjulene får samme dreiemoment, og for å få bilen til å snu bedre, ville det vært fint å gi mer dreiemoment til det ytre hjulet. Deretter, når du trykker på gassen, vil bilen bokstavelig talt snurre inn i svingen - og effekten vil være mye mer uttalt enn på en bil med enakslet drift og fri differensial. Men hvordan implementere et slikt system i et ekte design?
I dag blir slike systemer stadig mer populære. Selve uttrykket "torque vectoring" ble først hørt i 2006, men et lignende system, kalt Active yaw control, dukket opp på rallybaner på nittitallet: det var utstyrt med Mitsubishi Lancer Evolution IV, som debuterte i 1996. Men før vi ser i detalj på utformingen av en fullverdig differensial med et dreiemomentvektorsystem, la oss først ta en titt på den forenklede analogen som brukes i Ford Focus RS. Et lignende system brukes i girkassen til Land Rover Discovery Sport og Cadillac XT5.
Systemet er ganske enkelt – det er enda litt enklere enn tradisjonell firehjulsdrift, fordi den ikke har differensial bak. Det er kun to koblinger, som hver forbinder sin egen akselaksel. Når du kjører i en rett linje uten å skli, forblir bilen forhjulsdrevet, bakhjulene kobles bare inn når du sklir og svinger (i en venstresving - høyre bakhjul, og omvendt). Hjulet kan motta opptil 100 % av dreiemomentet som går til bakakselen, og dermed kompenserer systemet for den resulterende understyringen, som om det snur bilen.
Men hva om det bare er en drivaksel, og i stille moduser kreves det en differensial, og en åpen, men i en sving vil du gi mer dreiemoment til det ytre hjulet for å kontrollere bilen mer effektivt med gass , og også redusere understyring?
Slike løsninger finnes også i den moderne bilindustrien. For eksempel er siste generasjon Lexus RC F og GS F utstyrt med en bakdifferensial som kan fordele dreiemoment mellom venstre og høyre hjul. I en slik enhet i den bakre girkassen roterer hovedgiret huset til den mest vanlige differensialen; det er også to overdrive planetgir, som ved hjelp av en clutchpakke kan koble differensialhuset til akselakselen. Dermed tilføres ytterligere dreiemoment til det ytre hjulet gjennom et planetgir, på grunn av hvilket effekten av å skru inn i en sving oppstår.
En lignende løsning ble brukt på bakakselen til de firehjulsdrevne BMW X6 M og X5 M - for både BMW og Lexus, og for Cadillac og Land Rover ble systemet utviklet og produsert av GKN. Forskjellen er i det store og hele bare i det endelige drivhuset: BMW har det for eksempel i aluminium, mens Lexus har det i støpejern. Drivingen av friksjonsclutcher fra begge produsenter er mekanisk, den utføres av identiske GKN-clutcher.
Audi-biler med valgfri sportsdifferensial har også et lignende system, men her er det ingen planetgir, men enkle innvendige gir. Men operasjonsprinsippet er helt det samme: ved hjelp av en clutchpakke er to gir koblet til, og akselakselen er koblet til differensialhuset gjennom en overdrive. For en mer fullstendig forståelse kan du se denne videoen:
Hvor stor er effekten av å bruke avanserte differensialer? Det amerikanske magasinet Car and Driver gjennomførte en sammenlignende test av to Lexus RC F-er, hvorav den ene var utstyrt med et dreiemomentvektor-differensialsystem, og den andre med en konvensjonell "selvblokkering". Som følge av høyere maksimalakselerasjoner, lavere styrevinkler og bedre rundetider for bilen med aktiv differensial, har bilens karakter endret seg mot overstyring. Og jeg er glad for at den ikke bare er tilgjengelig for sportsbiler, men også for den kompakte crossoveren Nissan Juke - om enn i en noe forenklet versjon.
For nå, ikke forvent at slike systemer vil erstatte tradisjonelle differensialer - tross alt er de mer komplekse, dyrere og mer nødvendig av aktive sjåfører. Med ankomsten av epoken med elektriske kjøretøy vil imidlertid de bredeste mulighetene for å kontrollere skyvevektorering dukke opp: Tross alt, hvis hvert drivhjul har sin egen elektriske motor, vil implementeringen av dreiemomentvektoreffekten bare være et spørsmål om programvare .
