Vill en vertikal stabilisator som sträcker sig både ovanför och under mittlinjen vara till nytta eller hinder?

7

Om man i ett ögonblick ignorerar potentiella schematiska svårigheter när det gäller att skapa ett flygplan som kan landa och starta utan att hota en vertikal stabiliserare nedåt, skulle en vertikal stabiliserare som sträcker sig både ovanför och under flygplanets mittlinje förbättra eller hindra stabiliteten i flygningen?

    
uppsättning coburne 06.06.2014 19:33

2 svar

11

Så länge som den vertikala svansytan ligger ovanför mittlinjen (mer exakt tröghetens longitudinella axel - för nu kan vi antar att båda faller ihop), kommer sidokraft också att skapa ett rullande ögonblick. Detta är oönskat för att nu ett kommandot kommer inte bara att skapa det avsedda ögonblicket, utan också ett rullande ögonblick.

Om du vill svänga för att vända, kommer den vertikala svansen ovanför mittlinjen att rulla flyget i fel riktning, så du behöver mer samordnat aileron-kommando än med en symmetrisk vertikal svans.

Så det korta svaret på din fråga är: Terry har rätt: Att förlänga den vertikala svansen nedan är tydligt en fördel.

Detta kan ses av den utbredda användningen av ventrala fenor i stridsflygplan. Att lägga till ett område under mittlinjen bidrar till att minska den vertikala svansens rullebidrag i sidoslip, vilket förbättrar hanteringsegenskaperna (mer riktningsstabilitet och nedre yaw-inducerad rulle). Se bilden nedan för ett exempel där effekterna av ytterligare vertikal svansområde jämförs med effekterna av ett ventralfena i samma område.

Vidsupersoniskahastigheterhardetlågabildförhållandetventralfinenettnästankonstantbidragtillriktningsstabilitet,medandenvingeformigavertikalasvansenförlorareffektiviteteniproportiontillPrandtl-Glauert-faktorn$\frac{1}{\sqrt{Ma^2-1}}$.DenlillaventralfineniF-104ökaderiktningsstabilitetenmed30%vidMach2.

Vid höga angreppsvinklar ligger den vertikala svansen i kölvattnet som reducerar lokalt dynamiskt tryck och följaktligen effektivitet. Den ventrala finen är då i ideala flödesförhållanden, så det kan bidra till att stabilisera flygplanet vid hög angreppsvinkel, precis när skrovet bidrag till instabilitet är störst.

    
svaret ges 06.06.2014 21:14
2

Att inte föreslå detta som ett svar, men som en mindre faktor som kan vara ett övervägande. När den vertikala staven ligger ovanför flygplanets tyngdpunkt, orsakar dragningen en liten stigningskraft som hjälper hissen att leverera den upptagna kraften som behövs för att motverka den typiska tonhöjds tendensen på grund av tyngdpunkten precis framme av vingens centrum av hissen. Om du placerar halva vertikalkniven under flygplanets CG, kommer du att avbryta denna lilla fördel och få hissen att göra allt som kompenserar sig och därigenom lägga till extra (om än en liten mängd) dra.

Dragen vektor av en horisontell sticka i en tee svans konfiguration erbjuder lite hjälp i detta avseende och om du placerade halva vertikalen under mittlinjen på ett tee svansflygplan, skulle den sänkta horisontella drag vektor arm sänka tonhöjden upp kraft som levereras av dragningen och du får en liten ökning av höjden från hissens extra belastning.

    
svaret ges 07.06.2014 02:06