Pourquoi les ' t stabilisateurs horizontaux peuvent-ils être plus longs qu’aujourd’hui?

Les stabilisateurs horizontaux peuvent être plus longs, ils nont simplement pas besoin dêtre plus longs quils ne le sont.

Chaque pouce carré supplémentaire ajoutera traînée induite et traînée parasite (forme / profil) qui coûte du carburant, donc ils « ne sont pas plus gros que nécessaire pour assurer un contrôle adéquat de lavion.

Sur la plupart des avions, les surfaces horizontales à larrière sont des stabilisateurs horizontaux. Ces surfaces fournissent en fait une portance négative, qui équilibre le centre de gravité devant le centre de la force de portance. Cet équilibre des forces offre une stabilité naturelle dune manière simple, cest pourquoi il sagit de la conception standard pour les gros et petits avions. Bien sûr, cette portance négative travaille contre laile principale, ce qui augmente la traînée, donc cette surface est maintenue aussi petite que possible pour fournir une stabilité suffisante avec le moins de traînée possible.

Il existe une disposition davion appelée aile tandem , où il y a deux ailes dans une configuration tandem qui fournissent toutes deux une portance vers le haut.

Commentaires

• Ehh, non. Ces surfaces ‘ peuvent ‘ fournir une portance négative qui peut être souhaitable lorsque vous voulez pousser la queue vers le bas (pour tirer le nez vers le haut.) mais ils peuvent également générer une portance positive pour tirer la queue vers le haut (et le nez vers le bas). Ils sont généralement conçus pour être neutres en portance dans la plupart des cas pour réduire la traînée et la consommation de carburant.
• @PaulSmith: Non, rendre laileron arrière neutre en portance serait inefficace et produirait trop de stabilité. Normalement, la portance sur laile arrière est moindre par unité de surface que sur laile avant, mais reste positive, même à grande vitesse. Regardez simplement la position des ailes – le cg est entre les deux, donc les deux doivent créer une portance.
• Aussi, canards .
• Paul et Peter parlent de deux choses différentes – Paul ‘ se référant aux stabilisateurs horizontaux sur les avions conventionnels (comme indiqué dans la première partie de fooot ‘ s answer) pendant que Peter parle de laile arrière dun tandem.

Les surfaces de queue dun avion sont aussi appelées « empennage », un terme provenant du mot français pour le fletching dune flèche. Le terme indique donc le but. Les stabilisateurs horizontaux et verticaux sont exactement cela, des stabilisateurs. Leur but est de maintenir le fuselage de lavion en ligne avec le vent relatif causé par lavion se déplaçant dans les airs. Sans eux, lavion pourrait facilement entrer dans un dérapage ou une chute. Ils fournissent également un contrôle du tangage et du lacet en redirigeant le relatif vent vers le haut ou vers le bas, ayant leffet inverse sur la cellule (troisième loi de Newton).

Ils ne sont pas destinés à générer de la portance pour contrer la gravité, et dans de nombreux cas, le stabilisateur horizontal fait exactement le contraire, fournir une force vers le bas à larrière de laéronef par une combinaison de pas négatif et de « lavage vers le bas » de lair des ailes. Cela permet de garder le nez relevé pendant le vol vers l’avant, compensant ainsi une répartition de poids légèrement lourde, qui à son tour fournit des caractéristiques de vol souhaitables telles que la tendance à piquer dans une stalle (si vous allez tomber du ciel, vous pourrait aussi bien tomber dans une attitude qui restaure un faible angle dattaque et a donc le potentiel pour vous de récupérer).

Par conséquent, dans une configuration traditionnelle, ils ne sont pas plus gros quils ne le sont car ils ne doit pas être.Un stabilisateur horizontal plus grand augmentera la traînée en raison de la plus grande surface et du volume dair déplacé, sans gain réel. La surface de contrôle pourrait potentiellement être augmentée, mais il y a une limite à leur taille avant que les forces agissant sur la surface de contrôle en position déviée ne dépassent la résistance des matériaux de la surface de contrôle ou de la cellule. Même avant cela, des surfaces de contrôle plus grandes rendent lavion plus sensible à lentrée du manche / joug, ce qui est utile pour un avion de chasse ou de voltige, mais potentiellement mortel pour un avion conçu pour être utilisé par le pilote « Everyman ».

Comme déjà noté, ils peuvent être, mais ne le sont pas, afin de réduire la traînée.

En général, les stabilisateurs horizontaux de la génération actuelle davions sont plus petits que leurs prédécesseurs. Ceci est le résultat des progrès réalisés dans la conception de lavion avec lintroduction de systèmes fly-by-wire.

Les stabilisateurs horizontaux sont conçus pour donner de la stabilité à lavion en donnant un négatif moment de tangage. Laile de lavion, en elle-même, est instable. Au fur et à mesure que la portance est générée, laile se soulève, ce qui augmente langle dattaque et augmente la portance. Ce processus continue jusquà ce que laile cale. Le stabilisateur horizontal est en fait une aile plus petite située de lautre côté du centre de gravité à une distance plus longue, annulant ce moment de tangage de laile principale.

Donc, fondamentalement, le stabilisateur horizontal produit un élévation positive , mais un moment de tangage négatif . Plus le stabilisateur horizontal est grand, plus la portance et la stabilité, mais aussi la traînée.

Une façon de réduire la traînée est davoir un stabilisateur horizontal plus petit, mais cela réduit la stabilité, obligeant le pilote à sajuster en continu les commandes pour piloter lavion. Cependant, lintroduction de commandes contrôlées par ordinateur (systèmes fly-by-wire) signifiait que lavion pouvait être instable, lordinateur ajustant les commandes en continu pour obtenir un vol stable.

En conséquence, lavion a été conçu après 1990, les systèmes de contrôle fly-by-wire avec des stabilisateurs horizontaux plus petits entraînent moins de traînée et une consommation de carburant réduite.

À titre dexemple, comparez les stabilisateurs horizontaux du DC10 et du MD11.

Les concepteurs du Concorde ont adopté une approche différente: ils ont supprimé les plans de queue horizontaux pour réduire autant que possible la traînée.

Tout ce qui nest pas nécessaire (pod / pylon / etc.) à lextérieur du fuselage ou sous les ailes ajoutent de la traînée, même sans générer de portance.

Un autre exemple historique est le MD-11, évolution du DC-10. Si vous remarquez, le MD-11, même sil est plus long et plus lourd, a des avions de queue plus petits pour de meilleures performances de croisière.

Commentaires

• Je remarque un léger renflement dans la queue du Concorde, à peu près à lendroit où se trouveraient les stabilisateurs horizontaux arrière. Jaurais deviné quil est là pour une raison similaire, quoique assez petite.
• @KRyan quel renflement? Si vous ‘ faites référence aux deux  » renflements  » sur le stabilisateur vertical, ils ‘ ne concerne que les carénages des actionneurs de gouvernail.Si vous regardez des deux côtés, vous ‘ remarquerez quils ‘ ne sont pas symétriques: celui de gauche a déplacé la partie inférieure du gouvernail, tandis que celui de droite déplaçait la partie supérieure.
• ah, vous avez raison.

Lempennage horizontal peut être plus long, afin de garder la zone de queue constante, la corde serait réduite en conséquence. Le rapport hauteur / largeur de la queue plus élevé entraînerait un moment de flexion de la racine plus élevé, donc une construction plus lourde.

Un rapport hauteur / largeur plus élevé réduit la traînée induite, très souhaitable dans laile principale mais dimportance secondaire dans lempennage. La traînée induite est proportionnelle à la portance et la génération de portance de lempennage est de toute façon minimisée, pour une traînée dassiette minimale.