Proč ' t horizontální stabilizátory mohou být delší než dnes?

Vodorovné stabilizátory mohou být delší, prostě nemusí být delší než jsou.

Každý další čtvereční palec přidá vyvolané tažení a parazitické (formulář / profil) tažení který stojí palivo, takže „není větší, než je nutné k zajištění odpovídající kontroly nad letadlem.

U většiny letadel jsou vodorovné plochy v zadní části vodorovnými stabilizátory. Tyto povrchy ve skutečnosti poskytují negativní zdvih, který vyvažuje těžiště, které je před středem síly zdvihu. Tato rovnováha sil poskytuje přirozenou stabilitu jednoduchým způsobem, a proto je standardní konstrukce pro velká i malá letadla. Samozřejmě tento negativní zdvih pracuje proti hlavnímu křídlu, což zvyšuje odpor, takže tento povrch je udržován co nejmenší, aby poskytoval dostatečnou stabilitu s co nejmenším odporem.

K dispozici je rozložení letounu s názvem tandemové křídlo , kde jsou dvě křídla v tandemové konfiguraci, která obě zajišťují zvedání nahoru.

Komentáře

• No, ne. Tyto povrchy ‚ mohou ‚ poskytnout negativní vztlak, který může být žádoucí, když chcete zatlačit ocas dolů (vytáhnout nos nahoru.) ale stejně tak mohou generovat pozitivní vztlak, který táhne ocas nahoru (a nos dolů). Obvykle jsou navrženy tak, aby byly neutrální při zvedání, což je za většiny okolností potřeba ke snížení odporu vzduchu a spotřeby paliva.
• @PaulSmith: Ne, zajistit, aby vztlak neutrál zadního křídla byl neúčinný a produkoval by příliš velkou stabilitu. Normálně je zdvih na zadním křídle menší na jednotku plochy než na předním křídle, ale stále pozitivní, dokonce i při vysoké rychlosti. Stačí se podívat na polohu křídel – cg je mezi oběma, takže oba musí vytvořit výtah.
• Také kachny .
• Paul a Peter mluví o dvou různých věcech – Paul ‚ s odkazující na horizontální stabilizátory na letadlech konvenčního uspořádání (jak je popsáno v první části fooot ‚ s odpovědí), zatímco Peter mluví o zadním křídle letadla s tandemovými křídly.

Ocasní plochy letadla se také nazývají „empennage“, což je termín pocházející z francouzského slova pro odletování šipky. Termín tedy označuje účel. Horizontální a vertikální stabilizátory jsou přesně takové, stabilizátory. Jejich účelem je udržovat trup letadla v souladu s relativním větrem způsobeným pohybem letadla vzduchem. Bez nich by letadlo mohlo snadno vstoupit do bočního skluzu nebo pádu. Poskytují také řízení sklonu a vybočení přesměrováním relativního vítr nahoru nebo dolů, který má opačný účinek na drak letadla (třetí Newtonův zákon).

Nejsou zamýšleny tak, aby generovaly vztlak proti gravitaci, a v mnoha případech horizontální stabilizátor dělá pravý opak, zajišťující sílu směrem dolů na zadní část letadla prostřednictvím kombinace záporné výšky tónu a „proplachování“ vzduchu z křídel. To udržuje nos vzhůru během letu dopředu, což kompenzuje lehké rozložení hmotnosti s velkým nosem, což zase poskytuje žádoucí letové vlastnosti, jako je tendence k poklesu nosu ve stánku (pokud spadnete z oblohy, může také spadnout do postoje, který obnovuje nízký úhel náběhu a má tedy potenciál se zotavit).

Proto v tradiční konfiguraci nejsou větší, než jsou, protože nemusím být.Větší vodorovný stabilizátor zvýší odpor díky větší ploše a objemu vytlačeného vzduchu, aniž by došlo k reálnému zisku. Potenciálně by mohla být zvětšena plocha ovládacího povrchu, ale existuje limit, jak velké mohou být, než síly působící na ovládací povrch ve vychýlené poloze překročí pevnost materiálu ovládacího povrchu nebo draku letadla. Ještě předtím větší ovládací plochy způsobují, že letadlo je citlivější na vstup hůlky / třmenu, což je užitečné pro stíhací nebo akrobatický letoun, ale potenciálně smrtelné pro letadlo určené pro použití pilotem „everyman“.

Jak již bylo zmíněno, mohou mohou být, ale nejsou, aby snížili odpor.

Horizontální stabilizátory v současné generaci letadel jsou obecně menší než jejich předchůdci. To je výsledkem pokroku v konstrukci letadla zavedením systémů fly-by-wire.

Horizontální stabilizátory jsou navrženy tak, aby poskytly stabilitu letounu tím, že dají záporný moment nadhazování. Křídlo letadla je samo o sobě nestabilní. Při generování vztlaku se křídlo posouvá nahoru, což zvyšuje úhel útoku a zvyšuje vztlak. Tento proces pokračuje, dokud se křídlo nezastaví. Horizontální stabilizátor je ve skutečnosti menší křídlo umístěné na druhé straně těžiště na delší vzdálenost, čímž neguje tento moment roztažení hlavního křídla.

Takže v podstatě horizontální stabilizátor produkuje pozitivní nárůst , ale negativní moment nadhazování . Čím větší je vodorovný stabilizátor, tím větší je zdvih a stabilita, ale také odpor.

Jedním ze způsobů, jak snížit odpor, je mít menší vodorovný stabilizátor, což však snižuje stabilitu, což vyžaduje, aby se pilot neustále nastavoval. ovládací prvky k letu v letadle. Zavedení počítačem ovládaných ovládacích prvků (systémy fly-by-wire) však znamenalo, že letadlo mohlo být nestabilní a počítač neustále upravoval ovládací prvky, aby dosáhl stabilního letu.

Výsledkem bylo, že letadlo navrhlo po roce 1990 mají většinou řídicí systémy fly-by-wire s menšími horizontálními stabilizátory, což má za následek menší odpor a sníženou spotřebu paliva.

Jako příklad porovnejte horizontální stabilizátory DC10 a MD11.

Návrháři Concorde zvolili jiný přístup: odstranili vodorovné ocasní roviny, aby co nejvíce snížili odpor.

Každá zbytečná věc (pod / pylon / atd.) na vnější straně trupu nebo pod křídly přidejte odpor, a to i bez generování vztlaku.

Dalším historickým příkladem je MD-11, vývoj DC-10. Pokud si všimnete, MD-11, i když je delší a těžší, má menší ocasní plochy pro lepší jízdní výkon.

Komentáře

• Všiml jsem si mírné vyboulení v ocasu Concorde, asi tam, kde by byly zadní vodorovné stabilizátory. Hádal bych, že je tam z podobného důvodu, i když docela malého.
• @KRyan, co vyboulí? Pokud ‚ odkazujete na dvě “ boule “ na vertikálním stabilizátoru, ‚ jsou pouze kapotáže pro akční členy kormidla.Pokud se podíváte na obě strany, ‚ si všimnete, že ‚ nejsou symetrické: levý pohyboval spodní částí kormidla, zatímco ta pravá posunula horní část.
• ah, správně jste.

Vodorovná ocasní plocha může být delší, aby se zachovala konstantní oblast ocasu, akord by se odpovídajícím způsobem zmenšil. Vyšší poměr stran ocasu by vedl k vyššímu ohybovému momentu kořene, a tedy k těžší konstrukci.

Vyšší poměr stran snižuje indukovaný odpor, což je velmi žádoucí u hlavního křídla, ale v ocasní ploše má sekundární význam. Indukovaný odpor je úměrný zdvihu a generování zdvihu ocasní plochy je stejně minimalizováno, aby se dosáhlo minimálního odporu obložení.