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スタビライザーは、完全に可動式の航空機の水平安定板です。これは、従来の水平安定板（固定）とエレベーター（調整可能） の別々の部品によって実行される、縦方向の安定性、制御、および操縦桿力要件の通常の機能を果たします[1]。特にマッハ数が高い場合の抗力の低減以外にも[2]、航空機のバランスを広い範囲内で変更し、操縦桿力を低減する便利な装置です。[3]
スタビレーターはスタビライザーとエレベーターを組み合わせた造語である。全可動尾翼、全可動尾翼、全可動スタビライザー、全飛行尾翼、全飛行水平尾翼、フルフライングスタビライザー、スラブ尾翼とも呼ばれる。[2]
一般航空
スタビレータは、動くバランスの取れた表面を伴うため、パイロットはより低い操縦力で所定のピッチングモーメントを生み出すことができる。尾部のバランス負荷には大きな力が関与するため、スタビレータは空力中心（尾部の平均四分の一弦付近）を中心に旋回するようになっている。これは、迎え角に関係なくピッチングモーメントが一定になる点であり、したがってスタビレータを動かしてもパイロットの負担は増えない。しかし、適切な規制当局の認定を受けるには、飛行機はパイロットの入力（動き）の増加に対して抵抗が増加する必要がある。[要出典]この抵抗を提供するために、小型飛行機のスタビレータには、スタビレータと同じ方向に撓むアンチサーボタブ（通常はトリムタブとしても機能する）が含まれており、 [4]パイロットの入力に抵抗する空力力を生み出している。スタビレータを備えた一般航空機には、パイパーチェロキー[2]やセスナ177などがある。 Glaser -Dirks DG-100グライダーは当初、抵抗を増やすためにアンチサーボタブのないスタビライザーを使用していました。その結果、グライダーのピッチの動きは非常に敏感になりました。後のモデルでは、従来のスタビライザーとエレベーターが使用されました。
軍隊
全飛行尾翼は多くの先駆的航空機で使用されており、フランスの人気のモラーヌ・ソルニエ G、H、L単葉機、ドイツの初期のフォッカー・アインデッカー単葉機およびハルバーシュタット D.II複葉戦闘機はすべてこれを使用して飛行しましたが、安定性が犠牲になりました。これらの航空機は、複葉のハルバーシュタットを除いて、いずれもハンズオフで飛行することはできませんでした。
スタビライザーは超音速飛行において適切なピッチ制御を実現するために開発され、現代の軍用戦闘機ではほぼ普遍的に採用されています。[2]
イギリスの戦時中のマイルズM.52超音速プロジェクトは、安定装置付きで設計された。この設計はスケールロケットとしてのみ飛行したが、その全飛行尾翼はマイルズファルコンでテストされた。[5]同時期のアメリカの超音速プロジェクトであるベルX-1は、個別に調整可能な水平安定板と昇降舵を使用し、固定された尾翼設定で単一の表面または昇降舵の偏向として移動できるようにした。[6]
1951年に就役したボーイングB-47ストラトジェットは、一体型スタビレーター設計を採用した世界初のジェット爆撃機であった。ボーイングB-52ストラトフォートレスにもスタビレーターの搭載が検討されたが、当時の油圧の信頼性が低かったため却下された。[2]
ノースアメリカン F-86 セイバーは、超音速飛行（浅い急降下ではあるが）が可能な最初のアメリカ空軍機であり、昇降舵付きの従来の水平安定板を搭載して導入されたが、最終的には安定板に置き換えられた。
多くの現代の戦闘機で見られるように、スタビレータが差動的に動いてエルロンのロール制御機能を実行できる場合、それらはエレボンまたはローリングテールとして知られています。スタビレータのように見えるが水平尾翼のように安定しないカナード面[7]も、カナード構成で主翼の前に取り付けることができます（カーチスライトXP-55アセンダー）。
軍用機のスタビライザーは、一般航空機と同様に、操縦力が軽すぎる（オーバーコントロールを引き起こす）という問題を抱えている。軽飛行機とは異なり、超音速機にはアンチサーボタブが装備されていないため、許容できない抗力が生じる。旧式のジェット戦闘機では、外部のアンチサーボタブではなく、バネまたは抵抗油圧によって、操縦システム内で抵抗力が生成されていた。たとえば、ノースアメリカンのF-100スーパーセイバーでは、操縦桿に取り付けられたギアと可変剛性バネを使用して、パイロットの入力に対して許容できる抵抗を提供していた。[8]現代の戦闘機では、操縦入力はコンピューターによって処理され（「フライ・バイ・ワイヤ」）、パイロットの操縦桿とスタビライザーは直接接続されていない。
航空機
現代のほとんどの旅客機にはスタビライザーがありません。代わりに、調整可能な水平安定板と独立したエレベーター コントロールがあります。可動水平安定板は、飛行中に速度が変化したり、燃料が燃焼して重心が移動したりしても、ピッチ軸をトリム状態に保つように調整されます。これらの調整は、自動操縦装置が作動している場合は自動操縦装置によって、飛行機が手動で操縦されている場合は人間のパイロットによって指示されます。調整可能な安定板はスタビライザーと同じではありません。スタビライザーはパイロットの操縦桿またはスティックによって制御されますが、調整可能な安定板はトリム システムによって制御されます。
ボーイング737では、調整可能なスタビライザートリムシステムは電動ジャックスクリューによって駆動されます。[9]
飛行制御に本物のスタビライザーを搭載した旅客機の一例として、ロッキード L-1011が挙げられます。
参照
参考文献
- ^ ロスカム『飛行機の設計』第3部、尾翼レイアウト、縦方向の考慮
- ^ abcde Abzug, Malcolm J.; Larrabee, E. Eugene (2002年9月23日)。飛行機の安定性と制御：航空を可能にした技術の歴史。ケンブリッジ大学出版局。p. 78。ISBN 978-1-107-32019-2. 2022年10月17日閲覧。
全可動尾翼が興味深いものになったのは、高マッハ数理論と遷音速風洞試験により、通常のフラップ型制御の性能が低いことが明らかになったときです。
- ^ Daroll Stinton、「飛行機の設計」、操縦面、p. 447 および 449 ：「タブのサイズ、ギア比、スタビレーターのピボット位置を変えることで、スティックフリーの中立点をほぼ自由に変えることが可能です。
- ^ フィリップス、ウィリアム・ヒューイット（1998年11月）。「6. 戦時中の開発の結果として遭遇した問題」。航空研究の旅：NASAラングレー研究センターでのキャリア。NASA歴史事務所。 2022年10月17日閲覧。
全可動尾翼のタブは、サーボタブから
ギア付きアンバランスタブ
に変更されました。この配置により、制御力は従来の飛行機と同様になりました。
- ^ ブラウン、エリック。Wings on my Sleeve。ロンドン：ワイデンフェルド＆ニコルソン、2006年。ISBN 978-0-297-84565-2。
- ^ 高速テスト飛行、イェーガー、航空ジャーナル、1956年12月、p.788
- ^ Hoerner、「流体力学的揚力」、XP-55 について、p. 11-29、安定性への貢献：「どのカナード構成でも、安定性は翼からのみ得られます。」
- ^ テストパイロット、シュミット編、Mach 2 Books、1997年、p.50
- ^ 連邦官報。連邦官報局、国立公文書記録サービス、一般調達局。1978年7月。32404ページ。 2022年10月18日閲覧。
外部リンク
- スタビレーター（NASA） – Javaアプレットを含む