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エレボンまたはテールロンは、エレベーター（ピッチ制御に使用）とエルロン（ロール制御に使用）の機能を組み合わせた航空機の操縦翼面であるため、この名前が付けられています。これらは、全翼機などの尾翼のない航空機でよく使用されます。主翼の一部ではなく独立した尾翼であるエレボンは、スタビレーターです（ただし、パイパー チェロキー シリーズの航空機のように、スタビレーターはロール機能なしでピッチ制御のみに使用されることもあります）。
エレボンは、航空機の両側の翼の後縁に取り付けられています。エレボンを同じ方向 (上または下) に動かすと、機体にピッチング力 (機首上げまたは機首下げ) がかかります。一方を上に、もう一方は下に動かすと、ローリング力がかかります。エレボンを適切に配置すると、これらの力を同時に加えることができます (たとえば、一方の翼のエレボンを完全に下げ、もう一方の翼のエレボンを部分的に下げるなど)。
エレボンを備えた航空機は、操縦桿または操縦桿によって操縦士がエルロンとエレベーターの別々の面を自由に操作できるかのように制御されます。2 つのコントロールの入力は機械的または電子的に混合され、各エレボンの適切な位置が提供されます。
アプリケーション
運用中の航空機
エレボンを採用した最初の実用機の一つは、イギリス空軍のVフォースが運用した戦略爆撃機、アブロ バルカンである。バルカンの最初の量産型はB.1と呼ばれ、エレボンは搭載されていなかった。代わりに、デルタ翼に沿って4つの内側エレベーターと4つの外側エルロンを配置して飛行制御を行っていた。[1]バルカンは、大幅に再設計された2番目の型であるB.2'でエレボンを搭載し、エレベーターとエルロンはすべて削除され、代わりに8つのエレボンが採用された。[2]低速飛行中、エレボンは機体の6つの電動3位置エアブレーキと密接に連動して作動した。[3]
エレボンを使用した初期の航空機としては、アメリカ空軍が運用した迎撃機コンベアF-102デルタダガーが挙げられる。[4] F-102の導入から数年後、コンベアは初期の超音速爆撃機であるB-58ハスラーを製造したが、これもエレボンを装備していた。[5]
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エレボンを装備した最も象徴的な航空機は、おそらく、英仏共同の超音速旅客機であるアエロスパシアル/ BAC コンコルドだろう。超音速飛行中に正確な方向制御を維持するという要件に加えて、設計者は、バンクや旋回中に航空機に加わる大きな力に適切に対処する必要にも直面し、この力によって航空機の構造がねじれたり歪んだりした。この両方の問題に適用された解決策は、エレボンの管理によるものであった。具体的には、航空機の速度が変化すると、内側のエレボンと外側のエレボンのアクティブ比率が大幅に調整された。コンコルドが高速で飛行している間は、翼の最も硬い部分に取り付けられた最も内側のエレボンのみがアクティブになる。[6]
スペースシャトル・オービターにはエレボンが装備されていたが、これは機体が地球に制御下降する際に使用される大気圏飛行中にのみ作動可能であった。デルタ翼の後縁には合計4つのエレボンが取り付けられていた。大気圏外で飛行中、シャトルの姿勢制御は反応制御システム（RCS）によって行われ、これは44基の小型液体燃料ロケットスラスタで構成され、高度なフライ・バイ・ワイヤ 飛行制御システムによって制御された。[7]
アメリカ空軍が戦略ステルス爆撃機として運用する大型全翼機、ノースロップ・グラマン B-2 スピリットも、操縦システムにエレボンを使用していた。ノースロップは、航空機のレーダープロファイルへの侵害を最小限に抑えながら方向制御を行うさまざまな方法を評価し、分割ブレーキラダーと差動推力の組み合わせで航空機を制御することを選択した。 [8] [9] 4対の操縦翼面が翼の後縁に沿って配置されており、ほとんどの操縦翼面は航空機の飛行範囲全体で使用されるが、内側のエレボンは通常、着陸進入時などの低速で飛行しているときにのみ使用される。[10]離陸中の接触による損傷を防ぎ、機首下げのピッチング姿勢を提供するため、離陸中は十分な対気速度に達するまですべてのエレボンが下げられたままである。[10] B-2の飛行面はパイロットの操作なしに自動的に調整され、再配置されます。これらの変更は、飛行翼構成に固有の不安定性を打ち消すために、航空機の複雑な4重コンピューター制御のフライバイワイヤ飛行制御システムによって指示されます。[11]
研究プログラム
航空機の飛行制御システムの機能（エルロン、エレベーター、エレボン、フラップなど）を翼に統合して、質量、コスト、抗力、慣性（より速く、より強力な制御応答のため）、複雑さ（機械的に単純で、可動部品や可動面が少なく、メンテナンスが少ない）、ステルスのためのレーダー断面積などの利点を備えながら空力目的を果たすための技術研究開発がいくつか行われている。しかし、主な欠点は、エレボンが同時に上がって航空機のピッチを上げ、追加の揚力を生成すると、翼のキャンバー、つまり下向きの曲率が減少することです。キャンバーは高レベルの揚力を生成するときに望ましいため、エレボンは翼の最大揚力と効率を低下させます。これらは、多くの無人航空機（UAV）と第 6 世代戦闘機で使用できます。有望な 2 つのアプローチは、フレキシブル ウィングと流体工学です。
フレキシブルウィングでは、飛行中に翼面の大部分または全部の形状を変えて気流を逸らすことができます。X -53アクティブエアロエラスティックウィングはNASAの取り組みです。アダプティブコンプライアントウィングは軍事および商業の取り組みです。[12] [13] [14]
流体工学では、車両内の力は循環制御によって発生します。循環制御では、より大きく複雑な機械部品が、より小さく単純な流体システム（空気の流れを放出するスロット）に置き換えられ、流体内の大きな力が小さなジェットまたは流体の流れによって断続的に転換され、車両の方向が変更されます。[15] [16] [17]この用途では、流体工学により、質量とコストが低減（半分以下）、慣性と応答時間が非常に低く、シンプルになります。
参照
参考文献
引用
- ^ パイロットノートパート1、第10章、パラグラフ1(a)。
- ^ 航空乗組員マニュアルpt. 1、ch. 7、段落。 7.
- ^ 航空乗組員マニュアルpt. 1、ch. 7、パラ70。
- ^ ピーコック、リンゼイ (1986). 「デルタダート：世紀最後の戦闘機」（PDF）。NASA 。 2020年7月30日閲覧。
- ^ Spearman, Leroy (1984 年 6 月). 「第二次世界大戦後のいくつかの空気力学上の発見と関連する NACA/NASA 研究プログラム」(PDF) . NASA .
- ^ オーウェン2001、78ページ。
- ^ 「HSF – The Shuttle」NASA。2001年2月10日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2009年7月17日閲覧。
- ^ スウィートマン 2005、73ページ
- ^ チュドバ 2001、p.76
- ^ ab チュードバ 2001、pp. 201–202
- ^ モイア＆シーブリッジ 2008、397 ページ
- ^ スコット、ウィリアム B. (2006 年 11 月 27 日)、「モーフィング ウィングス」、アビエーション ウィーク & スペース テクノロジー
- ^ 「FlexSys Inc.: Aerospace」。2011年6月16日時点のオリジナルよりアーカイブ。2011年4月26日閲覧。
- ^ Kota, Sridhar; Osborn, Russell; Ervin, Gregory; Maric, Dragan; Flick, Peter; Paul, Donald. 「ミッション・アダプティブ・コンプライアント・ウィング - 設計、製造、飛行試験」(PDF)。ミシガン州アナーバー、オハイオ州デイトン、米国: FlexSys Inc.、空軍研究所。2012年3月22日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。2011年4月26日閲覧。
- ^ P. John (2010). 「航空工学におけるフラップレス航空機統合産業研究 (FLAVIIR) プログラム」( PDF)。機械技術者協会紀要、パート G: 航空宇宙工学ジャーナル。224 (4)。ロンドン: 機械工学出版: 355– 363。doi :10.1243/09544100JAERO580。hdl : 1826 / 5579。ISSN 0954-4100。S2CID 56205932 。
- ^ 「Showcase UAV Demonstrates Flapless Flight」 BAE Systems. 2010年。2011年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2010年12月22日閲覧。
- ^ 「Demon UAV がフラップなしで飛行し歴史に名を残す」Metro.co.uk。ロンドン：Associated Newspapers Limited。2010 年 9 月 28 日。
文献
- Chudoba, Bernd (2001)、「従来型および非従来型の航空機構成の安定性と制御：一般的なアプローチ」、ウィスコンシン州ストートン：Books on Demand、ISBN 978-3-83112-982-9
- オーウェン、ケネス（2001年）。『コンコルド：超音速の先駆者の物語』ロンドン：サイエンスミュージアム。ISBN 978-1-900747-42-4。
- モイア、イアン、シーブリッジ、アラン G. (2008)、航空機システム：機械、電気、航空電子工学サブシステムの統合、ニュージャージー州ホーボーケン：ジョン ワイリー アンド サンズ、ISBN 978-0-4700-5996-8
- スウィートマン、ビル。 「ステルス爆撃機の内部」。ゼニス インプリント、1999 年。ISBN 1610606892。
- ビル スウィートマン (2005)、ロッキード ステルス、ミネソタ州ノース支店: Zenith Imprint、ISBN 978-0-7603-1940-6。
- バルカン B.Mk.2 航空乗務員マニュアル (AP101B-1902-15)。ロンドン: 航空省、1984 年。