Eine Steuerfläche ist eine bewegliche Fläche, die in der Luft wirkt und dazu dient, ein Flugzeug, ein Luftschiff oder eine Rakete mittels der Flugsteuerung gemäß einer ihrer drei Achsen zu steuern :
Es ist normalerweise eine Gelenkfläche, deren Orientierungsänderung eine aerodynamische Kraft erzeugt , genau wie das Ruder eines Bootes eine hydrodynamische Kraft verwendet .
Diese Kraft, die mit einem Hebelarm wirkt, erzeugt ein Moment (das Produkt einer Kraft aus einer Entfernung), um die Drehung des Mobiltelefons um eine der drei Achsen zu erhalten:
Die Aerodynes oder Raketen haben Oberflächen für die Peilung (Flügel) und die Stabilisierung (Heck). Diese letzteren Oberflächen sind im Allgemeinen mit beweglichen Teilen ausgestattet, die zum Steuern verwendet werden. Die beweglichen Teile sind mit dem größtmöglichen Hebelarm angeordnet:
Tonhöhenregelung mit:
Rollkontrolle mit:
Das Rollen kann auch indirekt durch Einwirken auf das Gierruder (das Ruder) erzielt werden. Die Drehbewegung verursacht eine Asymmetrie des Auftriebs der Flügel, die zum Rollen führt. Dies wird dann als "induzierte Rolle" bezeichnet. Diese Technik wird von sogenannten "zweiachsigen" Segelflugzeugen ohne Querruder sowie von Ebenen der Mignet "Sky Pou" -Formel (Tandemflügel ohne Querruder) verwendet.
Gierkontrolle mit:
Um die Kräfte auf die Steuerungen zu reduzieren, können Kompensatoren installiert werden. Sie können mechanisch (Federn) oder aerodynamisch (kleine bewegliche Oberfläche an der Hinterkante der Steuerfläche) sein.
Eine Steuerfläche kann auf zwei Achsen wirken, was einen mechanischen oder elektronischen Mischer erfordert:
Ein Ruder kann auf eine Achse und auf das Heben oder Ziehen einwirken:
Mechanische Steuerung: Das Ruder wird mechanisch (Kabel oder Stangen) mit dem vom Piloten gehaltenen (oder frei gelassenen) Steuerknüppel verbunden.
Elektrische oder elektrohydraulische Steuerungen durch "Servosteuerungen": Die Bedienoberfläche ist ständig in der vom Piloten festgelegten Position (funkgesteuerte Modelle) oder durch vom Bordcomputer gesteuerte Buchsen (Flugzeuge von Airbus) verriegelt.
Die Hubschrauber haben keine aerodynamischen Steuerflächen (abhängig von der Geschwindigkeit): Sie werden durch Schwankungen des Hubs ihrer Rotoren gesteuert: Gieren durch Variation der vom Heckrotor erzeugten Seitenkraft , in Nick- und Rollneigung durch eine Asymmetrie des Hauptrotorhubs.
Die Hochauftriebsvorrichtungen (Vorderkantenlatten, Hinterkantenklappen) sind keine Steuerflächen. Sie werden nicht verwendet, um das Flugzeug auf seinen drei Achsen zu steuern, sondern um den Auftrieb (und den Luftwiderstand) des Flügels zu variieren. Die signifikanten Auswirkungen der Klappenauslenkung auf die Tonhöhenbalance sind unerwünschte induzierte Effekte.
Mirages, Concorde . Die Riser oder Elevons werden bei starkem Cz (Start und Landung) nach oben angehoben, wie bei allen Delta-Wing- Flugzeugen, die keine Hochauftriebsvorrichtungen haben und nicht haben können (das Moment des Absenkens der Klappen ist nicht ausgleichbar. Leitwerk Fehler).
Mit einem Mischsystem können die Querruder nach unten gekippt werden und als Hochauftriebsvorrichtung fungieren , wodurch die verfügbare Klappenfläche vergrößert wird . Das Rafale- Flugzeug ist mit Entenflugzeugen ausgestattet, die einen Bug-Up-Moment erzeugen können. Bei der Landung werden die Elevons nicht nach oben gekippt, sondern leicht nach unten gekippt, wodurch die minimale Anfluggeschwindigkeit (Landung auf einem Flugzeugträger) gesenkt werden konnte. Dieser Auftrieb ist jedoch geringer als der von Landeklappen mit einem oder zwei Schlitzen, die in herkömmlichen Flugzeugen montiert sind.
Moderne Materialien und Techniken ermöglichen es, die Richtung des aus der Düse austretenden Gasstrahls zu beeinflussen und auszurichten (siehe das Versuchsflugzeug Rockwell-MBB X-31 ), wodurch die Manövrierfähigkeit für akrobatische Manöver wie erhöht werden kann die Kobra . Die Eliminierung vertikaler Oberflächen ermöglicht eine Verbesserung der Tarnung oder Tarnung , aber aerodynamische Steuerflächen bleiben im Falle eines Motorschadens unerlässlich.
Der X-31 behielt seinen vertikalen Stabilisator bei. Es hat kein horizontales Heck, weil es einen Deltaflügel hat. Flugmaschinen ohne Stabilisatoren sind natürlich auf allen drei Achsen instabil. Stabilisierungsmomente sind notwendig: Sie werden entweder durch Stabilisierung von Oberflächen oder durch Formänderungen erhalten, die den Wirkungsgrad verändern, den maximalen Auftrieb und den Zentrierbereich verringern.
Das Entfernen der Steuerflächen ist theoretisch möglich, tatsächlich jedoch nur in bestimmten Fällen. Wenn die Drosselklappe reduziert wird (oder bei einem Motorschaden), gibt es keine Steuerung mehr. Man kann die Steuerflächen und den Piloten nur dann mit dem Schub entfernen, wenn die Maschine nur mit Vollgas (Rakete, Rakete) arbeitet oder wenn mehrere Motoren bei niedriger Geschwindigkeit mit einer Leistung ungleich Null arbeiten (vertikale Startmaschine VTOL).