Servo compensador (del latín servus - esclavo, sirviente y compensatio - compensación, equilibrio) - la superficie de dirección, que es parte de la superficie del control principal, cuya desviación en la dirección opuesta a la desviación del control principal, permite para reducir el momento de la bisagra . Superficie auxiliar de un área relativamente pequeña, generalmente ubicada en el borde de salida del timón de aire principal .
Servocompensación : reducción del momento de bisagra que actúa sobre el elemento de control debido a las fuerzas aerodinámicas creadas por la superficie auxiliar: el servocompensador.
En vuelo, cuando las superficies de control se desvían, surgen momentos de articulación, que se equilibran con los esfuerzos del piloto sobre las palancas de control . Estos esfuerzos dependen de las dimensiones y el ángulo de desviación del timón, así como de la presión de la velocidad. En los aviones modernos, las fuerzas de control son demasiado grandes, por lo que es necesario proporcionar medios especiales en el diseño de los timones para reducir los momentos de bisagra y equilibrar sus esfuerzos de control. Esto se logra gracias a las fuerzas aerodinámicas creadas por una superficie auxiliar relativamente pequeña: un servocompensador ubicado a lo largo del borde de salida del timón de aire. La esencia de esta compensación aerodinámica de los timones radica en el hecho de que parte de las fuerzas aerodinámicas del timón crean un momento relativo al eje de rotación, opuesto al momento de articulación principal. La desviación de esta superficie en algún ángulo α, opuesto al ángulo de desviación β del elemento de control, permite crear un incremento de fuerza aerodinámica detrás del eje de rotación del timón, lo que reduce su momento de bisagra.
La compensación de servo se puede usar junto con otros tipos de compensación aerodinámica: bocina, axial, interna .
Según el método de desviación del servocompensador con respecto al timón de aire principal, se distinguen servocompensadores cinemáticos y de resorte, trimmer y servodirección [1] .
Servo compensador cinemáticoEl servocompensador cinemático tiene tal conexión cinemática con la superficie del soporte ( ala , estabilizador , quilla ) que cuando el control se desvía un cierto ángulo α, el servocompensador se desvía un ángulo β proporcional a él, cuyo valor se determina por la relación de transmisión β/α, que tiene signo negativo. La elección del valor de la relación de transmisión depende de los parámetros de diseño de la superficie de apoyo, volante, servo compensador, velocidad.
Resorte servo compensadorEn un servocompensador de resorte, la conexión entre el timón principal y la superficie de dirección secundaria no es rígida y está determinada por el apriete inicial del resorte . Es decir, tiene una conexión cinemática rígida con la palanca de control, y el cuerpo de control principal está conectado a esta palanca a través de un elemento elástico (muelle). En pequeños ángulos de desviación del timón, el resorte puede considerarse como un enlace rígido (porque las fuerzas aerodinámicas no superan la fuerza de apriete) y el servocompensador no se desvía con respecto al timón. A partir de un determinado ángulo de desviación del timón, las fuerzas superarán la fuerza de apriete y el servocompensador comenzará a desviarse en la dirección opuesta a la desviación del timón. Se producirá un momento en el servocompensador, reduciendo el momento de bisagra del volante. Con una mayor desviación del elemento de control, el elemento elástico se deformará por completo y el servocompensador se desviará con respecto al volante en el ángulo máximo.
El servo compensador de resorte se considera más perfecto. Debido a la inclusión de un resorte con precarga en la cinemática de control , los ángulos de deflexión son proporcionales a los esfuerzos de dirección, lo que mejor se adapta al propósito del servo compensador: reducir estos esfuerzos.
ServosEn este caso, es posible crear sistemas de control sin una conexión directa entre el piloto y los controles. Los servotimones se utilizan en aviones subsónicos. El servo es un perfil aerodinámico similar a un compensador, pero el servo está montado en una superficie de control suspendida libremente. En este caso, no hay barras de control que desvíen la superficie de dirección. El timón principal, articulado libremente sobre el eje, se desvía bajo la acción de las fuerzas aerodinámicas que surgen de la desviación del servo. Así, dosificando las desviaciones del servo, el piloto puede crear fuerzas de equilibrio y control sobre los timones. Sin embargo, en este caso, no hay retroalimentación sobre las fuerzas en las superficies de dirección y las fuerzas en las palancas de control, por lo que el piloto "no siente el avión" [2] .
RecortadoraLa recortadora, al igual que el volante servo, tiene un sistema de control independiente. A diferencia del servocompensador y el servotimón, que están destinados a reducir el esfuerzo en el momento en que se gira el timón principal, el trimmer se usa en modos de vuelo constante para mantener los timones en un estado desviado durante mucho tiempo. La recortadora tiene control adicional manual o electromecánico. El piloto, desviando el trimmer en la dirección opuesta a la desviación del timón, logra el equilibrio del timón en un ángulo de desviación dado con cero esfuerzo en la palanca de mando.
La función de este dispositivo es la contraria a la servocompensación. El compensador antiservo no reduce el momento de bisagra, sino que lo aumenta. El compensador se desvía en la dirección opuesta para un servo compensador convencional. Por lo general, se usa en aviones ligeros que no están equipados con un elevador separado. Sus funciones son realizadas por un estabilizador en movimiento . Este diseño hace que la aeronave sea sensible al control, por lo que los controles antiservo "pesados" mejoran la retroalimentación del estabilizador al piloto para que no use movimientos excesivos de la palanca de control .