水平尾翼がそれより長いと揚力が大きくなるので、この質問に疑問を抱きました。この質問に対する私の推測は、翼端渦の結果です。長い翼の強度
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- 'の質問は何ですか?
- 負の揚力を提供することを知っていますか?抗力。形状は、十分な縦方向の安定性を提供する低抗力ホイストを提供するように最適化されています
- @イーサン:いいえ、抗力は揚力の生成によって引き起こされます。とにかく、翼端渦も揚力の生成によって引き起こされます。それが翼以外の手段によるものである場合、それは翼端渦ではなく、何か他のもの-渦です。
- @DeltaLima、イーサン、揚力を生成する表面の主な抗力源は常に進行していますプロファイルドラッグや翼端ではなく、誘導ドラッグである必要があります渦。
- なぜ'長くできないと思いますか?
回答
水平尾翼は 長くすることができますが、それより長くする必要はありません 。
1平方インチ追加するごとに、誘導抗力と寄生(フォーム/プロファイル)抗力が追加されます。 a>燃料がかかるため、「飛行機を適切に制御するために必要以上に大きくなることはありません。
回答
ほとんどの航空機では、後部の水平面は水平尾翼です。これらの表面は実際には負の揚力を提供し、揚力の中心の前方にある重心のバランスを取ります。この力のバランスにより、簡単な方法で自然な安定性が得られます。これが、大型航空機と小型航空機の両方の標準設計である理由です。もちろん、この負の揚力は主翼に対して作用し、抗力を増加させるため、この表面は可能な限り小さく保たれ、可能な限り少ない抗力で十分な安定性を提供します。
と呼ばれる航空機のレイアウトがあります。 タンデム翼。タンデム構成の2つの翼があり、どちらも上向きの揚力を提供します。
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- ええ、いいえ。これらのサーフェス'は'が負の揚力を提供します。これは、テールを押し下げたい場合(機首を引き上げる場合)に望ましい場合があります。しかし同様に、それらは尾を引き上げる(そして機首を下げる)ために正の揚力を生成することができます。それらは通常、抗力と燃料消費を減らすためにほとんどの状況で揚力ニュートラルになるように設計されています。
- @PaulSmith:いいえ、後翼を揚力ニュートラルにすることは非効率的であり、安定性が高すぎます。通常、後部翼の揚力は前部翼よりも単位面積あたりの揚力が小さくなりますが、高速でも正の値になります。翼の位置を見てください。cgは両方の間にあるため、両方で揚力を作成する必要があります。
- また、カナード。
- ポールとピーターは2つの異なることについて話している-ポール'は、従来のレイアウトの航空機の水平スタビライザーについて言及している(fooot
の回答)ピーターがタンデム翼航空機の後部翼について話している間。
回答
航空機の尾翼は「尾翼」とも呼ばれ、矢を伸ばすというフランス語の単語に由来する用語です。したがって、この用語は目的を示します。水平尾翼と垂直尾翼はまさにそれです。それらの目的は、航空機が空中を移動することによって引き起こされる相対的な風に飛行機の胴体を一致させることです。それらがないと、飛行機は簡単に横滑りや転倒に入る可能性があります。また、相対的な方向を変えることにより、ピッチとヨーの制御を提供します。上向きまたは下向きに巻くと、機体に逆の効果があります(ニュートンの第3法則)。
これらは重力に対抗する揚力を生成することを目的としておらず、多くの場合、水平スタビライザーは正反対です。負のピッチと翼からの空気の「ダウンウォッシュ」の組み合わせにより、航空機の後方に下向きの力を提供します。これにより、前進飛行中に機首を上げたままになり、わずかに機首が重い重量配分を補うことで、ストールで機首が下がる傾向など、望ましい飛行特性が得られます(空から落下する場合は、低い迎え角を回復し、回復する可能性がある姿勢に陥る可能性もあります。
したがって、従来の構成では、それらは、それらが存在するため、それらよりも大きくはありません。する必要はありません。水平尾翼が大きくなると、押しのけられた空気の表面積と体積が大きくなるため抗力が増加しますが、実際の利益はありません。制御表面積を増やすことができる可能性がありますが、偏向位置で制御面に作用する力が制御面または機体の材料強度を超える前に、それらをどれだけ大きくできるかには制限があります。それ以前でも、操縦翼面が大きくなると、飛行機はスティック/ヨーク入力に対してより敏感になります。これは、戦闘機や曲技飛行の飛行機には役立ちますが、「すべての人」のパイロットが使用するように設計された飛行機には致命的となる可能性があります。
回答
すでに述べたように、抗力を減らすためにできますが、できません。
一般に、現世代の航空機の水平尾翼は前世代よりも小さいです。これは、フライバイワイヤーシステムの導入による航空機の設計の進歩の結果です。
水平尾翼は、ネガティブ emを与えることによって航空機に安定性を与えるように設計されています。 >ピッチングモーメント。航空機の翼自体は不安定です。揚力が発生すると、翼がピッチアップし、迎え角が大きくなり、揚力が大きくなります。このプロセスは、翼が失速するまで続きます。水平尾翼は事実上、重心の反対側にあるより長い距離にある小さな翼であり、主翼のこのピッチアップモーメントを打ち消します。
したがって、基本的に水平尾翼は正のリフトですが、負のピッチングモーメントです。水平尾翼が大きいほど、揚力と安定性だけでなく、抗力も大きくなります。
水平尾翼を小さくする方法の1つは、水平尾翼を小さくすることですが、これにより安定性が低下し、パイロットは継続的に調整する必要があります。航空機を操縦するためのコントロール。しかし、コンピューター制御制御(フライバイワイヤーシステム)の導入により、航空機は不安定になる可能性があり、コンピューターが制御を継続的に調整して安定した飛行を実現しました。
その結果、航空機は設計されました1990年以降、ほとんどの場合、水平尾翼が小さいフライバイワイヤ制御システムが採用されているため、抗力が少なくなり、燃料消費量が減少します。
例として、DC10とMD11の水平尾翼を比較します。
出典: Boeing 757 Maya
MD11はDC10をベースにしており、胴体が伸び、翼幅が長くなっていますが、小型化されています。水平尾翼。これは、(部分的に)コンピューター制御の水平尾翼を使用して達成されました。画像からわかるように、MD11の水平尾翼は、航空機は大きかったものの、DC10よりも小さかったです。
つまり、水平尾翼が小さい理由タビライザーは重量と抗力を減らすことであり、これは主にコンピューター制御の操縦翼面を使用することによって達成されます。小さいスタビライザーは安定性を緩和するため、モーメントアームが長いために十分に制御できる場合でも、
リラックスした安定性の設計は、軍用機に限定されません。マクドネルダグラスMD-11は、燃料を節約するために実装されたリラックスした安定性の設計を備えています。安全な飛行のための安定性を確保するために、LSAS(Longitudinal Stability Augmentation System)が導入され、MD-11のかなり短い水平尾翼を補い、航空機の安定性を確保しました。ただし、MD- 11のリラックスした安定性は、「機内の動揺」を引き起こしました。
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- Ist ' MD-11のテールは、レバーアームが長いため、小さくなっていますか?両方の航空機の尾翼の体積はまったく同じである必要があります。また、FCSは、広範囲のcg位置で航空機をトリムするのに役立ちません。このトリム範囲が、テールサーフェスボリュームを駆動します。
回答
コンコルドの設計者は別のアプローチを取りました。水平のテールプレーンを削除して、抗力を可能な限り減らしました。
不要なもの(ポッド/パイロンなど)胴体の外側または翼の下には、揚力を発生させなくても抗力が加わります。
もう1つの歴史的な例は、DC-10の進化形であるMD-11です。お気づきのように、MD-11は、長くて重い場合でも、巡航性能を向上させるために水平尾翼が小さくなっています。
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- 気づきましたコンコルドの尾翼のわずかな膨らみ、後部水平尾翼の位置について。かなり小さいですが、同様の理由でそこにあると私は推測しました。
- @KRyan何が膨らんでいますか? '垂直尾翼の2つの"バルジ"を参照している場合、それらは'はラダーアクチュエーターのフェアリングです。両側を見ると、'対称ではないことがわかります。'左側が舵の下部を動かし、 右の方が上部を動かしました。
- ああ、そうです。
回答
水平尾翼は長くすることができます。尾翼の面積を一定に保つために、それに応じて翼弦が減少します。 尾翼のアスペクト比が高いと、ルートの曲げモーメントが大きくなるため、構造が重くなります。
アスペクト比が高いと、誘導抗力が減少します。これは、主翼では非常に望ましいですが、水平尾翼では二次的に重要です。 誘導抗力は揚力に比例し、水平尾翼の揚力生成はとにかく最小化され、トリム抗力が最小になります。