Jeg har lurt på dette spørsmålet, for hvis den horisontale stabilisatoren er lengre enn det betyr mer løft. Min gjetning til dette spørsmålet ville være resultatet av vingespissvirvel styrke på en lengre fløy 
Kommentarer
- Hva ‘ er spørsmålet?
- Vet du at de gir negativ løft? De gir stabilitet på bekostning av drag. Formen er optimalisert for å gi lav luftmotstand som gir nok langsgående stabilitet
- @Ethan: Nei, drag er forårsaket av generering av løft. På noen måte. Vingespissvirvelen er også forårsaket av generering av løft, skjønt hvis det er på andre måter enn ving, er det ikke en vingespiss-vortex, men noe annet-vortex.
- @ DeltaLima, Ethan, den primære kilden til drag på en heisgenererende overflate går alltid å være indusert drag , ikke profildrag eller vingetip vortex.
- Hvorfor antar du at de ikke kan ‘ t være lenger?
Svar
De horisontale stabilisatorene kan være lenger, de trenger bare ikke trenger å være lenger enn de er.
Hver ekstra kvadratmeter vil legge til indusert dra og parasittisk (skjema / profil) dra som koster drivstoff slik at de ikke blir større enn nødvendig for å gi tilstrekkelig kontroll over flyet.
Svar
På de fleste fly er de horisontale flatene bak horisontale stabilisatorer. Disse overflatene gir faktisk negativ løft, som balanserer tyngdepunktet foran sentrum av løftekraften. Denne styrkeforholdet gir naturlig stabilitet på en enkel måte, og det er derfor standarddesign for både store og små fly. Selvfølgelig fungerer denne negative heisen mot hovedfløyen, noe som øker luftmotstanden, så denne overflaten holdes så liten som mulig for å gi tilstrekkelig stabilitet med så lite motstand som mulig.
Det er et flyoppsett kalt tandemfløye , der det er to fløyer i en tandemkonfigurasjon som begge gir løft oppover.
Kommentarer
- Ehh, nei. Disse flatene ‘ kan ‘ gir negativ løft som kan være ønskelig når du vil skyve halen ned (for å trekke nesen opp.) men like fullt kan de generere positiv løft for å trekke halen opp (og nesen ned). De er vanligvis designet for å være løfte nøytrale, det er de fleste omstendigheter for å redusere luftmotstand og drivstofforbruk.
- @PaulSmith: Nei, å gjøre bakvingen løfte-nøytral ville være ineffektiv og gi for mye stabilitet. Normalt er løft på bakvingen mindre per arealenhet enn på fremre vinge, men likevel positiv, selv i høy hastighet. Bare se på vingenes plassering – cg er mellom begge, så begge trenger å skape løft.
- Også canards .
- Paul og Peter snakker om to forskjellige ting – Paul ‘ refererer til horisontale stabilisatorer på konvensjonelle planfly (som diskutert i første del av fot ‘ sitt svar) mens Peter snakker om den bakre vingen på et tandemvingefly.
Svar
Haleflatene til et fly kalles også «empennage», et begrep som stammer fra det franske ordet for å trekke en pil. Begrepet indikerer altså formålet. De horisontale og vertikale stabilisatorene er akkurat det, stabilisatorer. Hensikten er å holde flyets skrog på linje med den relative vinden forårsaket av flyet som beveger seg gjennom luften. Uten dem kan flyet lett komme inn i en sideslip eller en trommel. De gir også helling- og girkontroll ved å omdirigere den pårørende. vind oppover eller nedover, med motsatt effekt på flyrammen (Newtons tredje lov).
De er ikke ment å generere løft for å motvirke tyngdekraften, og i mange tilfeller gjør den horisontale stabilisatoren akkurat det motsatte, gir en nedadgående kraft på baksiden av flyet gjennom en kombinasjon av negativ stigning og «nedvask» av luft fra vingene. Dette holder nesen oppe under fremre flytur, og kompenserer for en litt nesetung vektfordeling som igjen gir ønskelige flyegenskaper som tendensen til å nese ned i en bod (hvis du skal falle ut av himmelen, kan like godt falle i en holdning som gjenoppretter en lav angrepsvinkel og dermed har potensialet for deg å komme deg).
Derfor, i en tradisjonell konfigurasjon, er de ikke større enn de er fordi de trenger ikke å være.En større horisontal stabilisator vil øke luftmotstanden på grunn av større overflateareal og volum av fortrengt luft, uten reell gevinst. Potensielt kan kontrolloverflatearealet økes, men det er en grense for hvor store de kan være før kreftene som virker på kontrollflaten i en avbøyd stilling, overstiger materialets styrke på kontrollflaten eller flyrammen. Allerede før det, gjør større kontrollflater flyet mer følsomt for stikk / åkinngang, noe som er nyttig for en jagerfly eller et aerobatfly, men potensielt dødelig for et fly designet for bruk av «Everyman» -piloten.
Svar
Som allerede nevnt, kan de være, men ikke, for å redusere luftmotstanden.
Generelt er de horisontale stabilisatorene i dagens generasjon av fly mindre enn forgjengerne. Dette er et resultat av fremskrittene innen design av flyet med innføring av fly-by-wire-systemer.
De horisontale stabilisatorene er designet for å gi stabiliteten til flyet ved å gi et negativt pitching øyeblikk. Flyvingen er i seg selv ustabil. Når heisen genereres, vinger vingen opp, noe som øker angrepsvinkelen, og øker løftet. Denne prosessen fortsetter til vingebodene. Den horisontale stabilisatoren er effektivt en mindre vinge plassert på den andre siden av tyngdepunktet på lengre avstand, og negerer dette stigningsøyeblikket til hovedfløyen.
Så, i utgangspunktet produserer den horisontale stabilisatoren en positivt løft , men et negativt pitch-øyeblikk . Jo større den horisontale stabilisatoren er, mer løft og stabilitet, men også dra.
En måte å redusere luftmotstanden på er å ha en mindre horisontal stabilisator, men dette reduserer stabiliteten, og krever at piloten kontinuerlig justerer kontrollene for å fly flyet. Innføringen av datastyrte kontroller (fly-by-wire-systemer) betydde imidlertid at flyet kunne være ustabilt, med datamaskinen som justerte kontrollene kontinuerlig for å oppnå stabil flyging.
Som et resultat designet flyet etter 1990 har de for det meste fly-by-wire-styringssystemer med mindre horisontale stabilisatorer, noe som resulterer i mindre motstand og redusert drivstofforbruk.
Som et eksempel, sammenlign de horisontale stabilisatorene til DC10 og MD11.
Kilde: Boeing 757 Maya
MD11 var basert på DC10, med strukket skrog og økt vingespenn, dog med en mindre Dette ble oppnådd ved hjelp av en (delvis) datamaskinstyrt horisontal stabilisator. Som det fremgår av bildet, var den horisontale stabilisatoren i MD11 mindre enn DC10, selv om flyet var større.
Så, årsaken til mindre horisontale s tabilizers er å redusere vekt og drag, og dette oppnås hovedsakelig ved bruk av datastyrte kontrollflater. Fordi den mindre stabilisatoren slapper av stabiliteten , selv om den kan ha nok kontroll på grunn av lengre øyeblikksarm:
Avslappet stabilitetsdesign er ikke begrenset til militære jetfly. McDonnell Douglas MD-11 har en avslappet stabilitetsdesign som ble implementert for å spare drivstoff. For å sikre stabilitet for sikker flyging ble et LSAS (Longitudinal Stability Augmentation System) introdusert for å kompensere for MD-11 «sin ganske korte horisontale stabilisator og sikre at flyet ville forbli stabilt. Det har imidlertid vært hendelser der MD- 11 «s avslappet stabilitet forårsaket en» inflight opprørt. «
Kommentarer
- Ist ‘ t halen til MD-11 mindre fordi den har en lengre spakarm? Halevolumet til begge flyene skal være ganske likt. Enhver FCS kan heller ikke hjelpe til med å trimme flyet over et bredt spekter av cg-posisjoner, og det er dette trimområdet som driver volumet på halen.
Svar
Concorde-designere tok en annen tilnærming: de fjernet de horisontale haleplanene for å redusere dra så mye som mulig.
Alle unødvendige ting (pod / pylon / osv.) på utsiden av skroget eller under vingene, legg til motstand, selv uten å generere løft.
Et annet historisk eksempel er MD-11, utviklingen av DC-10. Hvis du merker, har MD-11, selv om den er lengre og tyngre, mindre haleplaner for bedre cruiseytelse.
Kommentarer
- Jeg merker en svak bule i halen på Concorde, omtrent hvor de bakre horisontale stabilisatorene ville være. Jeg ville gjettet at den er der av en lignende grunn, om enn ganske liten.
- @KRyan hvilken bulning? Hvis du ‘ henviser til de to » buler » på den vertikale stabilisatoren, ‘ er bare dekslene til roraktuatorene.Hvis du ser på begge sider, vil du ‘ legge merke til at de ‘ ikke er symmetriske: den venstre flyttet nedre del av roret, mens den høyre flyttet den øvre delen.
- ah, rett er du.
Svar
Det horisontale haleplanet kan være lengre, for å holde halen området konstant, vil akkorden bli redusert tilsvarende. Det høyere hale-sideforholdet vil resultere i et høyere rotbøyemoment, derfor en tyngre konstruksjon.
Et høyere sideforhold reduserer indusert drag, veldig ønskelig i hovedvingen, men av sekundær betydning i haleplanet. Indusert luftmotstand er proporsjonal med løft, og generering av løft av haleplanet minimeres uansett for minimalt trimmemot.