Сервокомпенсация

Сервокомпенса́ция (от лат. servus – раб, слуга и compensatio – возмещение, уравновешивание), уменьшение шарнирного момента, действующего на орган управления (ОУ), за счёт аэродинамических сил, создаваемых сравнительно небольшой вспомогательной поверхностью – сервокомпенсатором (рис. 1), расположенным вдоль задней кромки основного ОУ. Является разновидностью аэродинамической компенсации. Отклонение этой поверхности на некоторый угол ${\displaystyle \tau }$, противоположный углу отклонения ${\displaystyle \delta }$ ОУ, позволяет создать за осью вращения ОУ приращение аэродинамической силы, уменьшающей его шарнирный момент. В зависимости от способа отклонения сервокомпенсатора относительно основного ОУ различают кинематический и пружинный сервокомпенсаторы и триммер, который конструктивно аналогичен, но имеет дополнительное ручное или электромеханическое управление. Сервокомпенсация может применяться совместно с другими видами аэродинамической компенсации.

Кинематический сервокомпенсатор (рис. 2) имеет такую кинематическую связь с неподвижной несущей поверхностью (крылом, стабилизатором, килем), что при отклонении ОУ на некоторый угол ${\displaystyle \delta }$ сервокомпенсатор отклоняется на пропорциональный ему угол ${\displaystyle \tau }$, значение которого определяется передаточным отношением ${\displaystyle {\frac {\tau }{\delta }}<0}$, т. е. ОУ и сервокомпенсатор поворачиваются в противоположных направлениях. Выбор значения передаточного отношения зависит от конструктивных параметров несущей поверхности, ОУ, сервокомпенсатора, характерного значения числа Маха ${\displaystyle M_{\infty }}$ полёта.

Пружинный сервокомпенсатор (рис. 3) имеет жёсткую кинематическую связь с рычагом управления, а связь основного ОУ с этим рычагом осуществляется через упругий элемент (предварительно затянутые пружины). При малых углах отклонения ОУ (малых возмущениях), когда аэродинамические силы, действующие на сервокомпенсатор, не превышают усилия затяжки, упругий элемент можно рассматривать как жёсткую связь и сервокомпенсатор не отклоняется относительно ОУ, а шарнирный момент пропорционален углу отклонения ОУ (участок ${\displaystyle 0\,-\,A}$ на рисунке 4). Начиная с некоторого угла отклонения ${\displaystyle \delta _{\text{он}}}$ ОУ силы, действующие на сервокомпенсатор, будут превышать усилие предварительной затяжки и сервокомпенсатор начнёт отклоняться в сторону, противоположную отклонению ОУ, в результате чего на сервокомпенсаторе возникает момент, уменьшающий шарнирный момент ОУ. При дальнейшем отклонении ОУ на некотором угле ${\displaystyle \delta _{\text{ок}}}$ упругий элемент будет сдеформирован полностью и сервокомпенсатор отклонится относительно ОУ на максимальный угол. При дальнейшем отклонении ОУ зависимость шарнирного момента от угла отклонения станет такой же (участок ${\displaystyle C\,-\,D}$ на рисунке 4), как и без сервокомпенсации, но его значение будет существенно меньше, чем оно было бы в отсутствие компенсатора.