Vertikalni rep

S Vikipedije, slobodne enciklopedije
J-22 orao sa upadljivim vertikalnim repom, crveno uokvirenim.
Vertikalni stabilizator Airbus A320-200

Vertikalni rep je deo letelice, projektila i drugih tela koja se kreću kroz neki fluid (vazduh ili vodu). Postvljen je na zadnjem delu toga objekta, na dovoljnoj udaljenosti od njegovog težišta, a osnovni zadatak mu je da ga stabilizuje po pravcu kretanja.[1][2] Deo površine na njegovoj izlaznoj ivici je pokretan oko šarnira i služi za upravljanje objektom po pravcu, a naziva se krmilo pravca.[3] Potpuno je izražena analogija za letelice, projektile i za plovne objekte (čamce, brodove, torpeda i podmornice).

Kod aviona se često vertikalni rep koristi kao nosač antene ili kontejnera za smeštaj određenih senzora.[4]

Kod nekih tipova aviona se efekat vertikalnog repa podešava sa dodatnim površinam ispod trupa, to su tako zvana vertikalna peraja. Ovo se koristi u funkciji smanjenja kuplovanja skretanja i valjanja aviona. Kada su ta peraja veće površine, ona se sklapaju pri sletanju da se ne oštete pri većim napadnim uglovima sa kontaktom u pistu. Kod savremenijih aviona se to pitanje rešava preko negativnog diedra horizontalnog repa, primer je G-4 super galeb.

U cilju eliminacije toga aerodinamičkog kuplovanja skretanja i valjanja, kod projektila su horizontalni i vertikalni stabilizatori često postavljeni simetrično u odnosu uzdužnu osu objekta. Kod nekih aviona gde uslovi to dozvoljavaju to se isto praktikuje, primer je Solarni impuls.

Funkcija[uredi | uredi izvor]

Šematski prikaz uloge vertikalnog repa.

Vertikalni rep je aerodinamička uzgonska površina sa simetričnim aeroprofilima. Na njemu se generiše uzgon pri postojanju ugla klizanja β, ili pri otklonu krmila pravca δv. Ta izazvana sila uzgona je bočna sila na vertikalnom repu Fv. Ova bočna sila vertikalnog repa izaziva moment skretanja, oko vertikalne ose koja prolazi kroz težište aviona. U slučaju asimetrične konfiguracije (kao što je na šemi desno) izaziva i moment valjanja oko uzdužne ose aviona. To je efekat aerodinamičkog kuplovanja skretanja i valjanja.[1][2]

Analitički izražene, ove aerodinamičke veličine su:

  • Bočna sila na vertikalnom repu;
  • Moment skretanja usled dejstva bočne sile na vertikalnom repu;
  • Moment valjanja usled dejstva bočne sile na vertikalnom repu;

Najčešće konstruktori teže da umanje dopunski efekat generisanja momenta valjanja sa bočnom silom na vertikalnom repu (aerodinačko kuplovanje). Očigledno je da se to postiže smanjivanjem vertikalnog rastojanja između vektora bočne sile na verikalnom repu i uzdužne ose aviona (h). Kod aviona je to teško postići pošto postoje mnoga prioritetnija ograničenja pri projektovanju, prvenstveno uslovi velikog napadnog ugla pri poletanju i sletanju i potreba izbegavanja fizičkog kontakta sa poletno-sletnom stazom. U cilju umanjenja efekta toga aerodinamičkog kuplovanja, konstruktori pribegavaju raznim rešenjima, spuštanje centra dejstva bočne sile sa produženjem vertikalnog repa ispod trupa sa ventral finom, koji se sklapa pri poletanju i sletanju, a u letu se rasklopi i deluje kao produženi stabilizator. Ta funkcija je povezana sa uvlačenjem i izvlačenjem stajnog trapa.

Elegatna i efikasna su rešava preko negativnog diedra horizontalnog repa, s čime se dobija naznačeno delimično rešenje trouglaste konfiguracije stabilizatora verikalnog repa i dve polupovršine horizontalnog repa, s čime se pri uglu klizanja β smanjuje rastojanje h.

Kod projektila nema ograničenja za uslove poletanja i sletanja pa se koriste simetrični horizontalni i vertikalni stabilizatori u odnosu nauzdužnu osu, s čime se postiže da je rastojanje h = 0 m.

Moment valjanja usled dejstva bočne sile projektila sa simetričnim stabilizatorima;

Znači, nema aerodinamičkog kuplovanja skretanja i valjanja pri postojanju ugla klizanja, ili otklanjanju krmila pravca (koji je isto simetričan).

Vertikalni rep ima posebno značajan doprinos u podešavanju dinamičke poprečno-smerne stabilnosti letelica.

Tipovi[uredi | uredi izvor]

Jedna površina[uredi | uredi izvor]

Često primenjivani tipovi vertikalnog repa, u konfiguraciji sa jednom površinom
Standardni rep na avionu
Airbus A380.
BAe Jetstrim 31, sa krstastim repom
De hevilend vampir, sa dvostrukim vertikalnim repom
Lokid konstalejšn, sa trostrukim vertikalnim repom
Fuga magister, sa V-repom, belgijskog vazduhoplovstva.

Funkcije generisanja bočne sile (uzgona) na vertikalnom repu sa jednom površinom pri uglovima klizanja β i otklonu krmila pravca δv konstruktori realizuju najčešće rešenjima, koja su prikazani na šemi ispod.[1][2]

Standardni[uredi | uredi izvor]

Najčešći se koristi konfiguracija u kojoj se vertikalni rep postavi vertikalno na završni deo trupa (zadnji deo trupa), a horizontalni isto direktno u istom predelu ali horizontalno. To je konfiguracija koja je prikazana na slici desno.

T-rep[uredi | uredi izvor]

Kod konfiguracije T-rep horizontalni rep je ugrađen na vrhu vertikalnog, kao na gornjoj šemi tipova pod slučajevima 5 i 6. Obično se to rešenje koristi pri ugradnji motora na zadnji deo trupa aviona, kao što je kod Boeinga 727 i na većini jedrilica visokih performansi.

Kod ugradnje motora na zadnji deo trupa zauzima se taj prostor za ugradnju horizontalnog repa, a i izduvni gasovi bi ga ugrožavali, te se pribegava uptrebi knfiguracije T-repa.

Avioni sa T-repovima su skloniji gubitku uzdužne stabilizacije, na velikim napadnim uglovima. Konfiguracija T-repa je delikatnija za obezbeđenje noseće strukture njegovih opterećenja. Sva opterećenja horizontalno repa prihvata struktura vertikalnog, što uvećava zahteve nosivosti njegovih elemenata strukture, pa i uvećava njihove dimenzije.

Krstasti rep[uredi | uredi izvor]

Krstasti rep je konfiguracija aviona, kod koje vertikalni i horizontalni stabilizatori asociraju na krst, kada se gleda s napreda ili od nazad. Uobičajeno je rešenje da horizontalni stabilizator seče vertikalni rep u blizini sredine, a i iznad gornje ivice trupa.[5]

Često se ovaj aranžman primenjuje da bi horizontalni rep bio izvan izdumnih gasova motora, ili da se izbegne štetan međuticaj aerodinamičkog opstrujavanja i štetni porast otpora.

Krstasti repovi se takođe mnogo koriste na cepelinima.

Višestruki vertikalni rep[uredi | uredi izvor]

Dvostruki rep[uredi | uredi izvor]

Dvostruki rep je specifično rešenje, koristi na nekim avionima. Dva vertikalna repa su obično manja od standardnog jednog samostalnog. Obično se pstavljjaju na krajevima horizontalnog repa i njemu stvaraju karaktrstike beskonačne vitkosti, bez indukovanog otpora. Ova konfiguracija je poznata kao H-rep, jer podseća na to slovo H kada se gleda od pozadi.[6] Poseban slučaj dvostrukog repa je kod aviona sa dva odvojena trupa, takođe spojeni sa krajevima (terminezonima) horizontalnog repa. Primeri za ovakvu konstrukcije su dvomotorni Lokid P-38 lajtning; Nortrop P-61 blek vidou; Foker-vulf Fw 189; jedini je sa mlaznim motorom De hevilend vampir.

Trostruki rep[uredi | uredi izvor]

Varijacija višestrukog vertikalnog repa je i trostruki. Primer ove konfiguracije je Lokid konstalejšn. Na njemu je to učinjeno da bi se dobio avion sa maksimalnom površinom vertikalnog stabilizatora, ali da mu ukupna visina dozvoljava smeštaj u hangare za održavanje.[7]

V-rep[uredi | uredi izvor]

V-rep (ponekad se naziva leptir rep) što je nekonvencionalno rešenje, a ujedno zamenjuje funkciju horizontalnog i vertikalnog repa. Izlazna ivica obe površine se otklanjaju, a ovi pokretni delovi su krmila, a u kombinaciji otklanjanja upravlja se po visini i pravcu avionom. U funkciji upravljanja uzdužnim kretanjem, krmila se otklanjaju u suprotnim smerovima. Prema unutra slova „V“ generiše se propinjanje, a prema spolja poniranje (u funkciji krmila visine), otklanjanje u istom smeru je skretanje (funkcija krmila pravca).[8]

Leđno peraje[uredi | uredi izvor]

Leđno peraje engl. dorsal fin ima nekoliko različitih životinjskih vrsta morskih i slatkovodnih kičmenjaka engl. fin, uključujući i većinu riba, kitovi (kitovi, delfini, morski prasićo itd). U zavisnosti od vrste, te životinje imaju jedan ili dva leđna peraja.

Kod letelica, vertikalni rep se obično unapred produžava u malo leđno peraje, koje povećava sposobnost efikasnosti na velikim napadnim uglovima (zahvaljujući vrtlogu koji oživljava uzgon), a to i sprečava pojavu koja se zove zabravljivanje krmila pravca.[9]

Vidi još[uredi | uredi izvor]

Reference[uredi | uredi izvor]

  1. ^ a b v „Rudder - Yaw” (na jeziku: (jezik: engleski)). grc.nasa. Pristupljeno 18. 8. 2015. „Rudder - Yaw” 
  2. ^ a b v „Vertikalьnoe hvostovoe operenie” (na jeziku: (jezik: ruski)). avia. Pristupljeno 18. 8. 2015. „Vertikalьnoe hvostovoe operenie” 
  3. ^ „Can a plane fly without the Vertical Stabilizer?” (na jeziku: (jezik: engleski)). aviation.stackexchange. Pristupljeno 18. 8. 2015. „Can a plane fly without the Vertical Stabilizer?” 
  4. ^ „Parts of Airplane - NASA” (na jeziku: (jezik: engleski)). grc.nasa. Arhivirano iz originala 29. 12. 2016. g. Pristupljeno 18. 8. 2015. „Parts of Airplane - NASA” 
  5. ^ „Cruciform tail” (na jeziku: (jezik: engleski)). en.academic. Pristupljeno 22. 8. 2015. „Cruciform tail” 
  6. ^ Schiff, Barry: Flying, page 15. Golden Press, New York, 1971. Library of Congress 78-103424
  7. ^ „Lockheed C-69 Constellation” (na jeziku: (jezik: engleski)). militaryfactory. 25. 5. 2009. Pristupljeno 24. 8. 2015. „Lockheed C-69 Constellation” 
  8. ^ Blohm & Voss BV P.213. „Blohm & Voss BV P.213” (na jeziku: (jezik: engleski)). Pristupljeno 24. 8. 2015. „Blohm & Voss BV P.213”  Tekst „publisherluft46.” ignorisan (pomoć)
  9. ^ „Aircraft Flight Dynamics” (na jeziku: (jezik: engleski)). princeton.. Pristupljeno 18. 8. 2015. „Aircraft Flight Dynamics” 
Preuzeto iz „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Вертикални_реп&oldid=27637310”