De ce ' t stabilizatorii orizontali nu pot fi mai lungi decât sunt astăzi?

Stabilizatorii orizontali pot fi mai lungi, nu trebuie doar să fie mai lungi decât sunt.

Fiecare inci pătrat suplimentar va adăuga glisare indusă și glisare parazită (form / profile) care costă combustibil, astfel încât acestea nu sunt „mai mari decât este necesar pentru a oferi un control adecvat al avionului.

La majoritatea aeronavelor, suprafețele orizontale din spate sunt stabilizatoare orizontale. Aceste suprafețe oferă de fapt o ridicare negativă, care echilibrează centrul de greutate fiind în fața centrului forței de ridicare. Acest echilibru de forțe oferă stabilitate naturală într-un mod simplu, motiv pentru care este designul standard atât pentru avioanele mari, cât și pentru cele mici. Desigur, această ridicare negativă funcționează împotriva aripii principale, ceea ce mărește rezistența, astfel încât această suprafață este menținută cât mai mică posibil pentru a oferi o stabilitate suficientă, cu o rezistență cât mai mică posibil. aripă tandem , unde există două aripi într-o configurație tandem care oferă ambele o ridicare în sus.

Comentarii

• Ehh, nu. Aceste suprafețe ‘ pot ‘ oferi o ridicare negativă, care poate fi de dorit atunci când doriți să împingeți coada în jos (pentru a trage nasul în sus). dar în mod egal pot genera o ridicare pozitivă pentru a trage coada în sus (și nasul în jos). De obicei, acestea sunt concepute pentru a fi neutre la ridicare, fiind cele mai multe circumstanțe pentru a reduce consumul de combustibil și rezistență.
• @PaulSmith: Nu, a face aripa spate neutră la ridicare ar fi ineficientă și ar produce o stabilitate prea mare. În mod normal, ridicarea pe aripa din spate este mai mică pe unitate de suprafață decât pe aripa din față, dar totuși pozitivă, chiar și la viteză mare. Uită-te doar la poziția aripilor – cg-ul este între ambele, așa că ambele trebuie să creeze ridicare.
• De asemenea, canards .
• Paul și Peter vorbesc despre două lucruri diferite – Paul ‘ se referă la stabilizatori orizontali pe aeronave cu aspect convențional (așa cum sa discutat în prima parte a fooot ‘ s răspuns) în timp ce Peter vorbește despre aripa din spate a unui avion cu aripi tandem.

Suprafețele cozii unui avion sunt, de asemenea, numite „empennage”, un termen care provine din cuvântul francez pentru aruncarea unei săgeți. Termenul indică astfel scopul. Stabilizatorii orizontali și verticali sunt exact aceia, stabilizatori. Scopul lor este de a menține fuselajul avionului în linie cu vântul relativ cauzat de mișcarea aeronavei prin aer. Fără ele, avionul ar putea intra cu ușurință într-o alunecare laterală sau într-o cădere. vânt în sus sau în jos, având efectul opus asupra cadrului aerian (a treia lege a lui Newton).

Ele nu sunt destinate să genereze ridicare pentru a contracara gravitația și, în multe cazuri, stabilizatorul orizontal face exact opusul, asigurând o forță descendentă pe partea din spate a aeronavei printr-o combinație de pas negativ și „spălare descendentă” a aerului de pe aripi. Acest lucru menține nasul ridicat în timpul zborului înainte, compensând o distribuție ușoară a greutății nasului, care, la rândul său, oferă caracteristici de zbor dorite, cum ar fi tendința de a nas în jos într-o tarabă (dacă veți cădea din cer, ar putea la fel de bine să cadă într-o atitudine care restabilește un unghi redus de atac și, astfel, are potențialul de a vă recupera).

Prin urmare, într-o configurație tradițională, acestea nu sunt mai mari decât sunt, deoarece nu trebuie să fie.Un stabilizator orizontal mai mare va crește rezistența datorită suprafeței mai mari și a volumului de aer deplasat, fără niciun câștig real. În mod potențial, suprafața de control ar putea fi mărită, dar există o limită pentru cât de mari pot fi înainte ca forțele care acționează pe suprafața de control într-o poziție deviată să depășească rezistența materialelor suprafeței de control sau a cadrului aeronavei. Chiar și înainte, suprafețele de control mai mari fac ca avionul să fie mai sensibil la intrarea lipită / jug, ceea ce este util pentru un avion de luptă sau acrobatic, dar potențial mortal pentru un avion conceput pentru a fi folosit de pilotul „everyman”.

După cum sa menționat deja, pot pot fi, dar nu sunt, pentru a reduce rezistența.

În general, stabilizatorii orizontali din generația actuală de aeronave sunt mai mici decât predecesorii lor. Acesta este un rezultat al progreselor în proiectarea aeronavei prin introducerea sistemelor fly-by-wire.

Stabilizatorii orizontali sunt proiectați pentru a conferi stabilitate aeronavei dând un negativ moment de pitching. Aripa avionului, în sine, este instabilă. Pe măsură ce se generează ridicarea, aripa se ridică, ceea ce mărește unghiul de atac, crescând ridicarea. Acest proces continuă până când aripa se oprește. Stabilizatorul orizontal este efectiv o aripă mai mică situată la cealaltă parte a centrului de greutate la o distanță mai mare, negând acest moment de înălțare a aripii principale.

Deci, practic stabilizatorul orizontal produce un creștere pozitivă , dar un moment negativ de pitching . Cu cât este mai mare stabilizatorul orizontal, cu atât este mai mare ridicarea și stabilitatea, dar și tracțiunea.

O modalitate de a reduce tracțiunea este să aveți un stabilizator orizontal mai mic, dar acest lucru reduce stabilitatea, necesitând pilotul să se regleze continuu comenzile pentru a zbura avionul. Cu toate acestea, introducerea comenzilor controlate de computer (sisteme fly-by-wire) a însemnat că aeronava ar putea fi instabilă, computerul ajustând continuu comenzile pentru a obține un zbor stabil.

Ca urmare, aeronava a proiectat după 1990, majoritatea au sisteme de control fly-by-wire cu stabilizatoare orizontale mai mici, rezultând o rezistență mai mică și un consum redus de combustibil.

De exemplu, comparați stabilizatorii orizontali ai DC10 și MD11.