У 1942 році був побудований літак БІ-1 з ЖРД. Він мав пряме трапециевидное крило і оперення. Конструктора припускали експлуатацію літака на швидкостях 800-1000 км / ч. Однак в 1943 році в польоті на швидкості понад 800 км / год літак перейшов в пікірування і розбився, льотчик-випробувач Бахчиванджи загинув. Пізніше це явище було вивчено в аеродинамічній трубі Т-106 ЦАГІ. Виявилося, що при досягненні місцевого числа Маха = 1 при обтіканні профілю виникає скачок, і обтікання змінюється. Якщо на дозвукових швидкостях відхилення керма висоти приводило до зміни тиску на всій поверхні горизонтального оперення, то після виникнення стрибка - тільки на поверхні керма. При цьому потрібно набагато більша балансувальна сила на горизонтальному оперенні, так як положення аеродинамічного фокусу змінюється на пікірування.
конструкція
Вісь обертання керованого стабілізатора може бути перпендикулярної до площини симетрії літака або розташовуватися під кутом до неї.
Положення осі обертання вибирається так, щоб зусилля від шарнірного моменту на до- і надзвукових швидкостях польоту були мінімальними. Кріплення керованого стабілізатора до фюзеляжу виконується за допомогою вала і двох підшипників.
Можливі дві схеми кріплення:
- схема вала - вал жорстко закріплений на керованому стабілізаторі, а підшипники кріпляться на фюзеляжі,
- схема осі - вісь закріплена нерухомо на фюзеляжі, а підшипники встановлені на керованому стабілізаторі.
У першому випадку кріплення вала до стабілізатора має забезпечити передачу на вал перерізують сили, згинального моменту і моменту крутіння, якщо гойдалка управління закріплена на валу.
У деяких випадках качалка управління кріпиться на кореневої посиленою нервюрі, яка збирає весь крутний момент з замкнутого контуру стабілізатора. В цьому випадку крутний момент на вал не передається. При такій схемі кріплення зазвичай використовується лонжеронная схема стабілізатора, так як при кесонної схемою передача моменту, що вигинає з силових панелей на вал викликає конструктивні труднощі.
У разі закріплення вала на фюзеляжі підшипники кріпляться на посилених нервюрах стабілізатора, пов'язаних з його поздовжніми стінками. На зовнішній підшипник передається вся перерізуюча сила консолі, а згинальний момент парою сил передається на обидва підшипника. Таким чином, на зовнішньому підшипнику відбувається підсумовування двох зазначених зусиль.
У схемі осі досить просто забезпечується передача моменту, що вигинає і при кесонної або моноблочною конструкціях стабілізатора. В цьому випадку силові панелі спереду і ззаду спираються на поздовжні стінки, які у кореня сходяться до внутрішнього бортовому підшипника. Відповідно ширина силових панелей і зусилля в них від вигину стабілізатора змінюються від максимальної величини над зовнішнім підшипником до нуля над внутрішнім підшипником. В результаті вигинає момент кесона стабілізатора врівноважується реакціями підшипників. Гойдалка управління в такому стабілізаторі зазвичай встановлюється на кореневої посиленою нервюрі. Подібний принцип передачі моменту, що вигинає можна використовувати і при кесонної схемою стабілізатора з рухомим валом. В цьому випадку зовнішній кінець вала повинен спиратися на силову нервюру, пов'язану зі стінками кесона.