phân tích chuyển động, ổn định và điều khiển của máy bay

Lời mở đầu
Việc phân tích chuyển động, ổn định và điều khiển của máy bay là một bài
toán rất quan trọng trong quá trình thiết kế sơ bộ máy bay.
Đồ án này đưa ra những kiến thức cơ bản về tính toán sự cân bằng, ổn
định và chuyển động của máy bay, giúp cho việc đánh giá ban đầu về sự ổn định
và chất lượng máy bay.
Đồ án này gồm có các phần sau:
- Chương 1 nêu ra các định nghĩa, thuật ngữ giúp ta có thể hiểu được một
cách cơ bản kiến thức về ổn định và điều khiển máy bay.
- Chương 2 ở chương thứ hai này chúng ta sẽ đi sâu vào chi tiết tức là đi
phân loại các loại ổn định, các khả năng điều khiển quanh các trục mà một
máy bay thông thường có thể có đồng thời cũng mô tả các bộ phận quan
trọng góp phần điều khiển máy bay như là các cánh lái hướng, cánh lái độ
cao, cánh lái liệng
- Chương 3 khác với hai chương trước ở chương này chúng ta sẽ đi nghiên
cứu phần lượng của vấn đề nghĩa là sẽ đi sâu vào các phương trình, các
mô hình toán học áp dụng cho máy bay.
- Chương 4 đây là phần áp dụng những kiến thức, những lý thuyết ở phần
trên để tính toán sự ổn định của một máy bay cụ thể ở một chế độ bay xác
định.
1
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ SỰ ỔN ĐỊNH VÀ
ĐIỀU KHIỂN CỦA MÁY BAY
1. Giới thiệu tổng quan về ổn định và điều khiển
1.1Ổn định tĩnh
Ổn định là thuộc tính của một trạng thái cân bằng - là trạng thái bay bình ổn
đồng nhất tổng các lực và mômen đối với trọng tâm máy bay đều bằng 0.
Ổn định tĩnh là xu hướng đầu tiên của máy bay trở về trạng thái cân bằng của nó
sau khi bị kích động.
1.2 Ổn định động
Trong nghiên cứu ổn định động chúng ta xem xét diễn biến thời gian của chuyển

động của máy bay sau khi nó bị nhiễu tác động từ điểm cân bằng của nó.
Chú ý rằng máy bay có thể ổn định tĩnh nhưng không ổn định động. Ổn định tĩnh
vì thế không đảm bảo cho sự ổn định động. Tuy nhiên máy bay muốn ổn định
động thì trước hết nó phải ổn định tĩnh.
1.3 Điều khiển máy bay
Điều khiển máy bay là quá tình biến đổi các tham số chuyển động của máy bay
theo ý muốn của người phi công để đạt mục đích của chuyến bay. Về bản chất
thì đây là qúa trình tác động vào cơ quan điều khiển nhằm thay đổi các lực và
mômen tác dụng lên máy bay làm cho máy bay bay theo quỹ đạo mong muốn.
Quá trình điều khiển gồm 4 khâu:
- Thu nhận thông tin về mục tiêu và nhiệm vụ điều khiển nghĩa là thu nhận các
thông số định trước về mục tiêu, nhiệm vụ cần đạt.
- Thu nhận thông tin trong khi điều khiển tức là thu nhận các thông số tức thời
xuất hiện khi điều khiển về khí tượng, sự sai lệch của máy bay
- Phân tích thông tin để đưa ra hành động điều khiển: Dựa trên cơ sở các thông
tin về mục tiêu, nhiệm vụ điều khiển và các thông tin tức thời xuất hiện trong
2
quá trình điều khiển, phải so sánh các sai lệch các thông số tức thời với thông số
cần đạt được để đưa ra thông tin điều khiển máy bay.
- Tác động lên cơ quan điều khiển thông tin điều khiển được biến đổi thành các
tín hiệu điều khiển cơ, điện, tác động lên các cơ quan cần thiết để đạt được ý
đồ điều khiển.
Các nhóm cơ quan điều khiển:
- Nhóm các thiết bị điều khiển chúc ngóc: cánh lái độ cao, đuôi ngang
- Nhóm các thiết bị điều khiển nghiêng: cánh lái liệng, tấm cản,
- Nhóm các thiết bị điều khiển hướng: cánh lái hướng, phanh bánh,
- Nhóm các thiết bị điều khiển tốc độ bay: động cơ, tấm giảm tốc, dù giảm tốc,
2 DANH SÁCH VÀ ĐỊNH NGHĨA CÁC THUẬT NGỮ
b
- sải cánh

3
c
- dây cung trung bình
x
I
- mômen quán tính đối với trục dọc của máy bay x
y
I
- mômen quán tính đối với trục ngang của máy bay y
z
I
- mômen quán tính đối với trục thẳng đứng của máy bay z
xz
I
- mômen quán tính ly tâm đối với mặt phẳng của máy bay xz
M
- số Mach
Q
- áp suất động
S
- diện tích cánh
0
u
- vận tốc tham chiếu của máy bay
α
- Góc tấn
β
- Góc trượt cạnh
4
L

L
C
QS
=
y
Y
C
QS
=
M
L
L
C
C
M
∂
=
∂
1
( )
y
y
C
C rad
β
β
−
∂
=
∂

1
( )
e
L
L
e
C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
l
L
C
QSb
=
D
D
C
QS
=
1
( )
r
y
y
r

C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
1
( )
D
D
C
C rad
α
α
−
∂
=
∂
( )
1
0
( )
/ 2
p
l
l
C
C rad

pb u
−
∂
=
∂
1
( )
L
L
C
C rad
α
α
−
∂
=
∂
1
( )
l
l
C
C rad
β
β
−
∂
=
∂
1

0
( )
2
L
L
C
C rad
u
c
α
α
−
∂
=
 
∂
 ÷
 
&
&
1
0
( )
( /2 )
r
l
l
C
C rad
rb u

−
∂
=
∂
1
( )
a
l
l
r
C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
1
0
( )
( / 2 )
p
n
n
C
C rad
pb u
−
∂

=
∂
1
( )
r
l
l
r
C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
1
0
( )
( /2 )
r
n
n
C
C rad
rb u
−
∂
=
∂

n
N
C
QSb
=
1
0
( )
( / 2 )
m
m
C
C rad
c u
α
α
−
∂
=
∂
&
&
1
( )
n
n
C
C rad
β
β

−
∂
=
∂
M
m
m
C
C
M
∂
=
∂
M
D
D
C
C
M
∂
=
∂
1
0
( )
( / 2 )
q
m
m
C

C rad
qc u
−
∂
=
∂
1
( )
e
D
D
e
C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
1
( )
a
n
n
a
C
C rad
δ
δ

−
∂
=
∂
m
M
C
QSc
=
1
( )
r
n
n
r
C
C rad
δ
δ
−
∂
=
∂
1
( )
m
m
C
C rad
α

α
−
∂
=
∂
5
3 Các hệ trục tọa độ:
Các hệ trục tọa độ cần xác định sử dụng khi tính toán.
• Hệ tọa độ cố định Oxyz gắn cố định với mặt đất. Trục z thẳng đứng
hướng xuống dưới. Ox là một hướng đặc trưng thường là hướng từ máy
bay tới mục tiêu mà máy bay cần bay tới. Trục Oy cùng với Ox, Oz tạo
thành một tam diện thuận.
• Hệ trục chuyển động tịnh tiến cùng với máy bay
f f f
Cx y z
có gốc ở
trọng tâm máy bay và các trục
, ,
f f f
Cx Cy Cz
lần lượt song song với các trục
cố định
Ox, Oy, Oz
.
• Hệ trục gắn cố định với máy bay
b b b
Cx y z
có gốc C là trọng tâm máy bay.
Trục
b

Cx
thường là trục dọc của máy bay hướng về phía mũi. Trục
b
Cz
nằm
trong mặt phẳng đối xứng của máy bay hướng xuống dưới vuông góc với
trục
b
O
. Trục
b
Oy
vuông góc với
,
b b
Ox Oz
và với 2 trục này tạo thành một
tam diện thuận.
6
• Hệ tọa độ không tốc
a a a
Cx y z
có gốc ở khối tâm C, trục
a
x
trùng với không
tốc V- là vận tốc tương đối của khối tâm máy bay so với môi trường
không khí chưa bị nhiễu động bởi chuyển động máy bay, khác với địa tốc
V
k

là vận tốc tuyệt đối của khối tâm máy bay V
k
=V
C
(so với hệ tọa độ cố
định Oxyz). Mặt phẳng
a a
Cx z
vuông góc với mặt phẳng đối xứng của
máy bay
b b
Cx z
. Trục
a
Cz
vuông góc với mặt phẳng
a a
Cx z
và tạo với
,
a a
Cx Cy
một tam diện thuận.
• Hệ tọa độ địa tốc hay là hệ tọa độ quỹ đạo
k k k
Cx y z
có gốc ở khối tâm C,
trục
k
Cx

trùng với V
k
. Mặt phẳng
k k
Cx z
vuông góc với mặt phẳng ngang
f f
Cx y
, trục
k
Cy
vuông góc với mặt
k k
Cx z
và tạo thành một tam diện thuận.
Chuyển động của máy bay có thể phân tích thành hai thành phần cơ bản: Chuyển
động theo là chuyển động tịnh tiến của hệ trục
f f f
Cx y z
so với hệ trục cố định
Oxyz và chuyển động tương đối là chuyển động của hệ trục
b b b
Cx y z
so với hệ trục
f f f
Cx y z
. Chuyển động tương đối là chuyển động quanh khối tâm C.
Vị trí hệ trục
b b b
Cx y z

có thể biểu diễn bằng 3 phép quay liên tiếp nhau, các
góc quay này gọi là góc quay Euler. Từ hệ trục
f f f
Cx y z
ta thực hiện 3 phép quay
sau:
• Quay hệ trục
f f f
Cx y z
quanh trục
f
Cz
một góc hướng
ψ
đến trục
1 1 1
Cx y z
.
• Quay hệ trục
1 1 1
Cx y z
quanh trục
1
Cy
một góc chúc ngóc
θ
để đến hệ trục
2 2 2
Cx y z
.

• Quay hệ trục
2 2 2
Cx y z
quanh
2
Cx
một góc nghiêng hoặc góc xoắn
φ
để đến
hệ trục
3 3 3
Cx y z
. Hệ trục này chính là hệ trục
b b b
Cx y z
.
Các góc
, ,
ψ θ φ
gọi là các góc quay Euler: góc hướng
ψ
là góc giữa trục
f
Cx
và hình chiếu của
b
Cx
lên mặt phẳng nằm ngang, góc chúc ngóc
θ
là góc

7
giữa trục
b
Cx
và mặt phẳng nằm ngang, góc nghiêng
φ
là góc giữa mặt phẳng
đối xứng của máy bay
b b
Cx z
với mặt phẳng thẳng đứng chứa
b
x
.
8
4 Các trục của máy bay
Khi máy bay thay đổi tư thế của nó trong khi bay thì nó phải xoay quanh một
hoặc nhiều hơn một trong ba trục. Hình vẽ dưới đây chỉ ra ba trục, đây là các
đường thẳng tưởng tượng đi qua trọng tâm của máy bay.
Hình * Ba trục của máy bay
Các trục của máy bay có thể được xem như là các trục xe tưởng tượng mà
máy bay quay xung quanh như một bánh xe. Tại tâm - nơi giao nhau của ba trục
và chúng đôi một vuông góc nhau. Trục mở rộng chiều dài xuyên qua thân từ
mũi tới đuôi gọi là trục dọc. Trục mở rộng theo bề ngang từ mút cánh này đến
mút cánh kia là trục ngang. Còn trục đi qua tâm từ đỉnh tới đáy được gọi là trục
thẳng đứng.
Chuyển động quanh trục dọc giống như lắc lư một con tàu từ cạnh này
sang cạnh kia. Trong thực tế, các tên được đặt cho việc miêu tả chuyển động
quanh ba trục của máy bay xuất phát từ các thuật ngữ của ngành hàng hải. Chúng
được chấp nhận làm thuật ngữ trong ngành hàng không bởi vì có sự tương tự về

chuyển động giữa máy bay và tàu thuyền.
Vì vậy chuyển động quanh trục dọc được gọi là chuyển động nghiêng
(roll), chuyển động dọc theo trục ngang gọi là chuyển động chúc ngóc (pitch).
9
Cuối cùng, một máy bay chuyển động quanh trục thẳng đứng của nó được gọi là
chuyển động hướng (yaw). Đây là chuyển động trong mặt phẳng nằm ngang của
mũi máy bay.
Chuyển động nghiêng, chúc ngóc, hướng các chuyển động của máy bay
thực hiện quanh trục dọc, ngang, thẳng đứng của nó được điều khiển bởi ba mặt
điều khiển. Cánh lái liệng (aileron) điều khiển chuyển động nghiêng và được đặt
ở mép sau của các cánh. Chuyển động chúc ngóc chịu tác động của các cánh lái
độ cao (elevator) là bộ phận ở phía sau của đuôi ngang. Chuyển động hướng
được điều khiển bởi cánh lái hướng là bộ phận nằm phía sau của đuôi đứng.
Hình * Chuyển động của máy bay quanh các trục của nó
10
CHƯƠNG 2 KHÁI NIỆM CHI TIẾT VỀ ỔN ĐỊNH VÀ ĐIỀU KHIỂN
Một máy bay phải có độ ổn định để duy trì một đường bay đồng nhất và
phục hồi từ các lực nhiễu tác động vào. Vì thế để đạt tới hiệu quả tốt nhất máy
bay phải có đáp ứng thích hợp với chuyển động của điều khiển.
Ba khái niệm đề cập trong bất cứ thảo luận nào về ổn định và điều khiển
là: (1) Ổn định, (2) Tính cơ động, (3) Tính điều khiển. Tính ổn định là đặc tính
của một máy bay có xu hướng làm cho nó bay theo một đường thẳng và đồng
mức. Tính cơ động là khả năng của một máy bay chuyển trực tiếp sang một
đường bay mong muốn và chịu đựng một ứng suất đặt vào. Tính điều khiển là
chất lượng đáp ứng của một máy bay đối với các lệnh điều khiển từ phi công
trong khi cơ động máy bay.
2.1 Ổn định tĩnh
Một máy bay ở trạng thái cân bằng khi tổng tất cả các lực và mômen tác
dụng lên nó bằng không. Một máy bay trong trạng thái cân bằng không gia tốc
và máy bay tiếp tục ở trạng thái ổn định. Một cơn gió mạnh hay một sai lệch

điều khiển làm nhiễu loạn sự cân bằng, và máy bay có gia tốc vì sự mất thăng
bằng của mômen hay lực.
Ba loại ổn định tĩnh được định nghĩa bởi đặc điểm của chuyển động kéo
theo sự nhiễu loạn từ vị trí cân bằng. Ổn định tĩnh tích cực tồn tại khi vật bị
nhiễu loạn có xu hướng trở về vị trí cân bằng. Ổn định tĩnh tiêu cực hay mất ổn
định tĩnh tồn tại khi vật bị kích động có xu hướng tiếp tục theo hướng của tác
động. Ổn định tĩnh phiếm định tồn tại khi vật bị nhiễu loạn hoặc không có xu
hướng trở về hoặc tiếp tục theo hướng dịch chuyển, nhưng vẫn giữ trong trạng
thái cân bằng theo hướng nhiễu loạn.
11
Hình * Các dạng ổn định tĩnh
2.1.1 Ổn định dọc trục
Khi một máy bay có xu hướng giữ một góc tấn không đổi đối với gió khi
đó nó không có xu hướng chúc mũi xuống và bổ nhào hay nâng mũi nó lên và
chòng chành mất điều khiển, ta gọi nó có tính ổn định dọc. Ổn định dọc có quan
hệ tới chuyển động chúc ngóc. Hoạt động của bộ ổn định phụ thuộc vào tốc độ
và góc tới của máy bay.
Hình vẽ dưới đây minh họa sự phân bố của lực nâng đuôi đối với tính ổn
định. Nếu máy bay thay đổi góc tấn, một sự thay đổi trong lực nâng thực hiện tại
tâm khí động (tâm áp suất) của bộ ổn định ngang.
Hình * Sự tạo thành lực nâng đuôi
Dưới một số điều kiện về vận tốc, tải trọng và góc tới, dòng không khí trên
bộ ổn định ngang tạo ra một lực đẩy đuôi lên hoặc xuống. Khi các điều kiện như
thế dòng không khí tạo ra lực cân bằng lên hoặc xuống, các lực được gọi là cân
12
bằng với nhau. Điều kiện này thường được tìm thấy trong chuyến bay đồng mức
trong không khí tĩnh lặng.
2.1.2 Ổn định hướng
Ổn định quanh trục dọc liên quan tới ổn định hướng. Máy bay có thể được
thiết kế sao cho khi nó bay thẳng đồng mức nó duy trì hướng bay thậm chí phi

công không tác động tay, chân lên các bộ phận điều khiển. Nếu một máy bay
phục hồi một cách tự động từ một cái sống đuôi, nó có thể được thiết kế tốt và sở
hữu sự thăng bằng hướng tốt. Bộ ổn định thẳng đứng là mặt chính điều khiển ổn
định hướng.
Như minh họa trên hình vẽ sau, khi một máy bay bị trượt cạnh hoặc quay
quanh trục thẳng đứng, đuôi đứng sẽ sinh ra một sự thay đổi trong góc tới với sự
thay đổi lực nâng kéo theo (không nên nhầm lẫn với sự thay đổi lực nâng tạo ra
bởi cánh). Sự thay đổi lực nâng, hay lực cạnh, trên đuôi đứng tạo ra một mômen
đặt tại trọng tâm quanh trục thẳng đứng có xu hướng đưa máy bay trở về đường
bay ban đầu.
Hình * Sự ảnh hưởng của đuôi đứng tới ổn định hướng
Cánh có góc cụp giúp đỡ cho việc ổn định hướng. Nếu máy bay quay
quanh trục thẳng đứng từ hướng bay của nó, cánh ở xa hơn về phía trước yêu cầu
13
lực cản lớn hơn cánh ở phía sau. Tác dụng của lực cản là giữ cho cánh ở xa hơn
về phía trước và làm cho các cánh khác đuổi theo.
Ổn định hướng cũng được giúp đỡ bằng cách sử dụng một cái vây ở lưng
và một cái thân dài. Số Mach lớn của máy bay trên âm làm giảm sự ảnh hưởng
của đuôi đứng tới ổn định hướng. Để sinh ra ổn định hướng yêu cầu ở số Mach
lớn một đuôi đứng có diện tích rất lớn có thể rất cần thiết. Cánh ở sườn cũng có
thể được thêm vào như một phần phụ để gia tăng ổn định hướng.
2.1.3 Ổn định cạnh
Chúng ta đã biết rằng chuyển động chúc ngóc là chuyển động quanh trục
ngang của máy bay và chuyển động hướng là chuyển động quanh trục thẳng
đứng của nó. Chuyển động xung quanh trục dọc là chuyển động ngang hay
chuyển động nghiêng. Xu hướng để đưa máy bay về tư thế ban đầu từ chuyển
động như thế được gọi là ổn định cạnh.
Ổn định cạnh của một máy bay bao gồm sự xem xét mômen quanh trục
dọc do sự trượt cạnh. Một sự trượt cạnh có xu hướng sinh ra đồng thời cả chuyển
động nghiêng và chuyển động hướng. Nếu một máy bay có mômen nghiêng

thích hợp một sự trượt cạnh sẽ làm cho máy bay trở về tư thế bay đồng mức.
Bề mặt chính để tạo ra ổn định cạnh của máy bay là cánh. Tác dụng của
góc nhị diện hình học của một cánh góp phần rất lớn vào ổn định cạnh. Như chỉ
ra trên hình vẽ một cánh với góc vểnh làm gia tăng lực nâng. Sự thay đổi trong
lực nâng ảnh hưởng đến mômen nghiêng có xu hướng làm cánh uốn lên.
Khi cánh có góc mũi tên tác dụng của góc vểnh làm gia tăng một cách
nhanh chóng với một sự thay đổi hệ số lực nâng của cánh. Góc mũi tên cánh là
góc giữa một đường vuông góc với đường tâm của thân và cung ¼ của mỗi tiết
diện cánh. Góc mũi tên kết hợp với góc vểnh làm cho tác dụng của góc vểnh
thêm gia tăng. Như chỉ ra trên hình vẽ cánh mũi tên trong một chuyển động trượt
14
cạnh có cánh hoạt động trong trường gió với một sự giảm hiệu quả trong góc
mũi tên, trong khi cánh không nằm trong trường gió thì đang hoạt động với một
sự gia tăng trong góc mũi tên.
Hình * Tác dụng của góc mũi tên cánh lên ổn định ngang
Hình * Sự ảnh hưởng của góc vểnh tới ổn định ngang
Cánh ở trong gió làm tăng lực nâng hơn, và cánh ở ngoài trường gió thì làm gia
tăng ít hơn. Điều này làm cho máy bay có xu hướng phục hồi một tư thế bay
đồng mức.
Một lượng góc vểnh cần thiết để tạo ra các chất lượng bay thỏa mãn sẽ
biến đổi lớn với loại và mục đích của máy bay. Nhìn chung thì góc vểnh hiệu
15
quả được giữ ở một góc nhỏ bởi vì rằng sự lăn tròn ở góc vểnh lớn sẽ gây ra
nhiều vấn đề. Tác dụng quá mức của góc vểnh có thể dẫn tới hiện tượng vừa lăn
ngiêng vừa chuyển động xoắn ốc (Dutch roll), rất là khó khăn trong việc kết hợp
với cánh lái hướng để cơ động nghiêng, hay đưa ra yêu cầu quá đáng cho công
suất điều khiển cạnh trong suốt quá trình cất cánh và hạ cánh có gió ngang.
2.2 Ổn định động
Trong khi ổn định tĩnh đề cập tới xu hướng của một vật thể dịch chuyển
trở về vị trí cân bằng thì ổn định động lại đề cập tới kết quả chuyển động theo

thời gian. Nếu một vật bị làm lệch ra khỏi vị trí cân bằng diễn biến thời gian của
chuyển động định nghĩa ổn định động của vật đó. Nói chung, một vật chỉ ra sự
ổn định động tích cực nếu biên độ của chuyển động giảm theo thời gian. Nếu
biên độ của chuyển động tăng theo thời gian thì vật đó không ổn định động.
Bất cứ máy bay nào cũng phải chỉ ra các mức độ yêu cầu về ổn định tĩnh
và ổn định động. Nếu một máy bay được thiết kế là ổn định tĩnh và một tốc độ
mất ổn định nhanh, máy bay như thế sẽ rất khó để bay, nếu không muốn nói là
không thể. Thông thường, ổn định động tích cực được yêu cầu trong một thiết kế
máy bay để bảo vệ các dao động tiếp tục không mong muốn của máy bay.
2.3 Điều khiển
Điều khiển là hành động được thực hiện để làm cho máy bay theo đuổi bất
cứ đường bay mong muốn nào. Khi một máy bay được gọi là có thể điều khiển
được, có nghĩa là máy bay đáp ứng dễ dàng và nhanh chóng tới chuyển động của
điều khiển. Các bề mặt điều khiển khác nhau được sử dụng để điều khiển máy
bay xung quanh ba trục của nó. Sự dịch chuyển của các mặt điều khiển trên một
máy bay thay đổi dòng khí trên bề mặt máy bay. Điều này ngược lại, tạo ra sự
16
thay đổi trong sự cân bằng lực tác dụng nhằm giữ cho chuyến bay là thẳng và
đồng nhất.
2.3.1 Các bề mặt điều khiển bay
Các bề mặt điều khiển bay là các cánh được gắn bản lề hay có thể chuyển
động được thiết kế nhằm thay đổi cư xử của máy bay trong suốt quá trình bay.
Các bề mặt này có thể được chia làm ba nhóm, thường được nói đến là nhóm
chính, nhóm thứ cấp và nhóm trợ giúp.
2.3.1.1 Nhóm chính
Nhóm chính bao gồm cánh lái liệng (aileron), cánh lái độ cao (elevator),
và cánh lái hướng (rudder). Các bề mặt này được sử dụng cho việc làm chuyển
động máy bay quanh ba trục của nó.
Hình * Các mặt điều khiển chính của máy bay
Cánh lái liệng và cánh lái độ cao thường được vận hành từ buồng lái bởi một cần

điều khiển trên máy bay động cơ đơn và bởi một tổ hợp bánh xe và đòn gánh
17
trên máy bay nhiều động cơ. Cánh lái hướng được vận hành bởi bàn đạp chân
trên tất cả các loại máy bay.
2.3.1.2 Nhóm thứ cấp
Nhóm thứ cấp bao gồm các tấm bình ổn và tấm đàn hồi. Các tấm bình ổn
là các cánh nhỏ được gắn vào sau mép vào của các bề mặt điều khiển chính. Mục
đích của tấm bình ổn là cho phép phi công làm bình ổn bất kỳ điều kiện mất cân
bằng nào có thể tồn tại trong quá trình bay mà không tạo ra bất kỳ áp suất nào
trên các bộ phận điều khiển chính. Mỗi tấm bình ổn được gắn bản lề tới bề mặt
điều khiển chính của nó, nhưng được vận hành một cách độc lập.
Hình * Các tấm bình ổn
Các tấm đàn hồi cũng tương tự về hình dạng với các tấm bình ổn nhưng có
mục đích hoàn toàn khác. Các tấm đàn hồi được sử dụng nhằm giúp phi công
trong việc dịch chuyển các bề mặt điều khiển chính.
2.3.1.3 Nhóm trợ giúp
Nhóm trợ giúp bao gồm các bề mặt điều khiển bay là cánh tà cánh, tấm
giảm tốc, phanh tốc độ, slat, cánh tà và khe hở mép vào.
18
Nhóm trợ giúp có thể chia thành 2 nhóm con. Các nhóm con này thì có
nhóm có mục đích chính là gia tăng lực nâng và có nhóm thì làm giảm lực nâng.
Trong nhóm thứ nhất là cánh tà, cả mép ra, mép vào và các khe hở. Các thiết bị
làm giảm lực nâng là phanh và tấm giảm tốc.
Cánh tà làm gia tăng diện tích cánh vì thế làm gia tăng lực nâng khi cất
cánh và giảm vận tốc trong quá trình hạ cánh. Những cánh này có thể thu vào và
xếp thẳng vào biên dạng cánh. Những cánh khác đơn giản là một phần của lớp
vỏ ở bên dưới được mở rộng vào trong dòng khí vì thế làm máy bay bay chậm
lại.
Các cánh tà ở mép vào là các cánh được mở rộng từ và thu vào trong mép
vào của cánh chính. Một số sự lắp ráp tạo ra một khe hở (một khoảng trống ở

giữa cánh được mở rộng và mép vào). Cánh tà (cũng được gọi là slat đối với một
số nhà sản xuất) và khe hở tạo lực nâng bổ sung ở tốc độ thấp của quá trình cất
và hạ cánh. Các cài đặt khác có các khe hở thường trực được xây dựng trong
mép vào của cánh. Ở tốc độ bay bằng, các cánh tà ở mép ra và mép vào (slat)
được thu vào trong cánh một cánh thích hợp.
Các thiết bị làm giảm lực nâng là phanh tốc độ (các tấm giảm tốc -
spoilers). Trong một số sự cài đặt, có hai loại tấm giảm tốc. Tấm giảm tốc đất chỉ
được mở rộng chỉ sau khi máy bay ở trên mặt đất vì thế bổ sung cho hoạt động
phanh.
Tấm giảm tốc bay trợ giúp trong điều khiển cạnh bằng việc mở rộng bất
cứ khi nào cánh lái liệng trên cánh đó xoay lên. Khi hoạt động như một cái
phanh tốc độ, các tấm giảm tốc trên cả hai cánh đều được bật lên - tấm ở bên
cánh có cánh lái liệng xoay lên thì được mở lên nhiều hơn các tấm ở cánh có
cánh lái liệng xoay xuống. Điều này làm cho việc vận hành phanh tốc độ và điều
khiển được thực hiện một cách đồng bộ.
19
Slat là các mặt điều khiển có thể dịch chuyển được liên kết với mép vào
của các cánh. Khi slat đóng lại nó trở thành mép vào của cánh. Khi ở vị trí mở
(mở rộng về phía trước), một khe hở được tạo ra giữa slat và mép vào của cánh.
Ở tốc độ thấp máy bay điều này làm gia tăng lực nâng và cải thiện các đặc tính
điều khiển, cho phép máy bay được điều khiển ở các tốc độ dưới tốc độ hạ cánh
bình thường.
2.3.2 Điều khiển quanh trục dọc
Chuyển động của máy bay quanh trục dọc được gọi là lăn tròn và rẽ ngoặt.
Các cánh lái liệng được sử dụng để điều khiển chuyển động này.
Hình * Hoạt động của cánh lái liệng
Các cánh lái liệng tạo thành một phần của cánh và được đặt ở trong mép ra
của cánh hướng về các đầu mút cánh. Các cánh lái liệng là các mặt điều khiển
của một bề mặt cánh cố định. Cánh lái liệng ở vị trí trung lập khi thẳng hàng với
mép ra của cánh.

Các cánh lái liệng phản ứng với áp suất cạnh tác dụng vào cần điều khiển.
Áp suất tác dụng nhằm điều khiển cần lái hướng về phía bên phải làm cánh lái
20
liệng bên phải xoay lên và làm cánh lái bên trái hạ xuống, làm cho máy bay rẽ
sang phải. Các cánh lái liệng được liên kết cùng nhau bằng các dây cáp điều
khiển sao cho khi một cánh lái hạ xuống cái còn lại nâng lên. Chức năng của
cánh hạ thấp là làm gia tăng lực nâng bằng việc gia tăng độ uốn cánh. Trong lúc
đó cánh lái hạ xuống cũng làm tăng lực cản bổ sung bởi vì nó ở khu vực có áp
suất cao ở phía dưới cánh. Cánh lái liệng vểnh lên trên phía đối diện của cánh
làm giảm lực cản tác dụng lên phần cuối của cánh. Lực nâng gia tăng trên cánh
mà có cánh lái liệng hạ xuống sẽ làm nâng cánh chính lên. Điều này làm cho
máy bay lăn tròn xung quanh trục dọc của nó như trên hình vẽ.
Hình * Hệ thống điều khiển cánh lái liệng
Do sự tác dụng của lực nâng gia tăng trên cánh với cánh lái liệng đã được
hạ xuống, lực cản cũng được gia tăng. Lực cản này cố gắng để đẩy mũi theo
hướng của cánh cao hơn. Bởi vì các cánh lái được sử dụng với cánh lái hướng
khi rẽ máy bay, lực cản gia tăng cố gắng làm cho máy bay rẽ theo hướng ngược
với mong muốn. Nhằm tránh tác dụng không mong muốn máy bay thường được
thiết kế với sự di chuyển khác nhau của các cánh lái liệng.
Sự di chuyển khác nhau của các cánh lái liệng như hình vẽ làm cho sự
dịch chuyển đi lên của cánh lái liệng là nhiều hơn so với sự dịch chuyển đi
21
xuống đối với một chuyển động cho trước của cần điều khiển hay bánh xe trong
buồng lái.
Hình * Bộ điều khiển vi phân các cánh lái liệng
Các tấm giảm tốc hay các phanh tốc độ được lắp ráp tương thích với bề
mặt phía trên của cánh. Chúng thường chuyển động lên phía trên bằng các cơ
cấu chấp hành thủy lực phản ứng lại chuyển động điều khiển của cần lái trong
buồng lái. Mục đích của các tấm giảm tốc là làm xáo trộn dòng trơn của không
khí ngang qua đỉnh của cánh vì thế tạo ra một sự gia tăng lực cản và giảm lực

nâng trên cánh đó. Tấm giảm tốc trên cạnh kia vẫn còn giữ một vị trí thẳng. Khi
các tấm giảm tốc được sử dụng như là phanh tốc độ chúng chuyển động xuống
dưới một cách đồng bộ. Một cái đòn bẩy riêng biệt nhằm vận hành các tấm giảm
tốc như là phanh tốc độ.
Trong khi chúng ta có xu hướng nghĩ rằng một tấm giảm tốc như là một
thiết bị được điều khiển, phức tạp, chúng ta sẽ giữ một quan điểm rằng một số
không thể điều khiển được. Một số tấm giảm tốc hoạt động tự động chỉ khi góc
22
tấn là lớn. Sự lắp ráp này giữ cho chúng nằm ngoài dòng ngang ở chế độ bay
bằng và bay ở tốc độ cao.
Một tấm giảm tốc cố định có thể là một mũi nêm nhỏ gắn vào mép vào
của cánh như hình.
Hình * Các tấm giảm tốc cố định
Loại tấm giảm tốc này làm cho bộ phận phía trong của cánh rơi vào trạng
thái mất ổn định trước phần cánh ở phía ngoài mút, phần cánh ở phía ngoài
results in aileron control right up to the occurrence of complete wing stall.
Sử dụng sự chính xác cao trong sự định vị của các tấm giảm tốc ở mép
vào của cánh khi lắp đặt lại chúng sau khi chúng được tháo rời để bảo dưỡng.
Việc định vị không thích hợp có thể gây ra tác dụng ngược lại. Luôn luôn làm
theo sự hướng dẫn của các nhà sản xuất đối với việc định vị và phương pháp lắp
ghép.
2.3.3 Điều khiển xung quanh trục thẳng đứng
Quay mũi của máy bay làm cho máy bay quay xung quanh trục thẳng
đứng của nó. Việc xoay máy bay quanh trục thẳng đứng được gọi là Yawing.
Chuyển động này được điều khiển vởi cánh lái hướng như minh họa trên hình
vẽ.
23
Hình * Hoạt động của cánh lái hướng
Cánh lái hướng là một bề mặt điều khiển có thể dịch chuyển được được
nối với mép ra của bộ ổn định dọc. Để rẽ máy bay sang phải, cánh lái hướng

được dịch chuyển sang phải. Cánh lái hướng nhô ra dòng không khí chảy bao
quanh máy bay sinh ra một lực tác dụng lên nó. Đây là lực cần thiết tạo ra
mômen quay đối với trọng tâm làm cho máy bay rẽ sang phải. Nếu cánh lái
hướng được dịch chuyển sang trái nó sẽ sinh ra một chuyển động quay ngược
chiều kim đồng hồ và máy bay sẽ rẽ sang trái. Cánh lái hướng cũng được dùng
để điều khiển rẽ nghiêng trong khi bay.
Chức năng chính của cánh lái hướng là đổi hướng máy bay. Sự thay đổi
hướng bay này được duy trì bởi áp suất cạnh của dòng khí chuyển động qua các
bề mặt thẳng đứng. Khi máy bay bắt đầu trượt áp suất cánh lái hướng được áp
dụng để giữ cho máy bay hướng theo hướng mong muốn.
Trượt hay trượt cạnh liên quan đến chuyển động bất kỳ của máy bay sang
bên sườn hoặc hướng xuống dưới theo hướng đi vào trong của sự đổi hướng.
24
Trượt cạnh liên quan tới dịch chuyển lên trên và ra phía ngoài từ tâm của sự đổi
hướng.
2.3.4 Điều khiển quanh trục ngang
Khi mũi của máy bay được nâng lên hay hạ xuống, nó bi xoay xung quanh
trục ngang. Các cánh lái độ cao là các bề mặt có thể điều khiển và dịch chuyển
để tạo ra chuyển động này (như hình). Chúng được gắn bản lề với mép ra của bộ
ổn định ngang.
Hình * Hoạt động của cánh lái độ cao
Các cánh lái độ cao được sử dụng làm cho máy bay bay lên hay bổ nhào
xuống và cũng đạt được lực nâng từ các cánh để giữ máy bay bay ở chế độ đồng
mức ở bất cứ tốc độ bay nào.
Các cánh lái độ cao có thể chuyển động đi lên hoặc xuống. Nếu cánh lái
quay lên nó làm giảm lực nâng lên đuôi làm đuôi bị hạ xuống và nâng mũi lên.
Nếu cánh lái quay xuống nó làm gia tăng lực nâng tác dụng lên đuôi và làm cho
đuôi nâng lên, mũi hạ xuống. Làm hạ thấp mũi máy bay làm tăng tốc độ tiến về
phía trước của máy bay và nâng cao mũi thì làm giảm tốc độ bay.
Một số máy bay sử dụng một mặt nằm ngang có thể dịch chuyển được gọi

là một bộ ổn định (xem hình vẽ). Bộ ổn định nhằm cùng một mục đích như bộ ổn
định ngang và cánh lái độ cao kết hợp. Khi cần điều khiển từ buồng lái chuyển
25