Varför har en flygplansskrov en konstant sektion över sin längd i stället för en tårformsform?

On the other hand, fuselage on an airliner is most of time bullet shaped.

Nej, det är det inte. En "kulaform" har en platt ände, vilket är där det mesta av draget genereras (vid subsoniska hastigheter). Men den formen används aldrig på flygande fordon utom på raketer där slutet är upptaget av raketmotorerna.

I stället har flyglinjen alltid en avsmalnande "båt" svans, sluttande försiktigt för att undvika separation (ibland med hjälp av sträckar ). Den resulterande formen är som om du delar en droppe på den bredaste punkten och sätter i ett stycke cylinder. Och skillnaden i dragkoefficient mellan ren droppe och droppe med cylinderparti insatt är mycket liten.

Fortfarande är en kontinuerligt varierande form något bättre än den cylindriska sektionen. Och det tidiga flygplanet hade det. Sannolikt var den sista av dem Lockheed Constellation . Formen var stor aerodynamiskt men det var dyr att bygga, det gjorde det svårare att se till att alla element har tillräcklig styrka för att klara trycket. Varje gång de kom fram till en större version, var de tvungna att omforma alla ramar och i drift var det inte exakt bekvämt för att ladda antingen.

Den rörformiga sektionen är däremot mycket enklare att designa, lättare att göra och när de vill göra en större version av planet, sätter de bara in ett par fler ramar och monterar starkare motorer för att matcha den ökade vikten mellan A318 och A321 eller mellan alla varianter av B737-MAX, de flesta delar är desamma och det finns bara olika antal ramar och olika motorer. Och det är enkelt att ladda-sätena är monterade på raka skenor och behållare går helt enkelt in i lastfacket. Och skillnaden i drag är liten nog att den billigare tillverkningen och användbarheten lätt kommer att kompensera ökningen av konsumtionen.

Några saker

• Ett av huvudmålen för gliderflygningen gör det så aerodynamiskt effektivt som möjligt. För flygplan är det för att göra det så ekonomiskt effektivt som möjligt. Det betyder att det måste bära så mycket som passagerare (eller lasten, ibland är det liten skillnad) för den givna fuselagevolymen.

• Design av svänghjulstyp i flyglinjen ökar risken för svansattack betydligt.

• Det som är bra för flyg med låg hastighet är inte så bra för höghastighetsflygningen. De belastningar som är associerade är olika.

• Den glidflygplanens aerodynamiska utformning är baserad på en sak - det finns ingen motor. Detta innebär att draget måste hållas ett absolut minimum för en meningsfull flygtid. Flygbolaget har emellertid motorns lyx - han / hon kan betala lite straff i form av dra för att förbättra andra prestandaegenskaper.

• Varje design är en kompromiss - strukturen på baksidan av en glider äter i sin bärkraft. Det tolereras eftersom vinster från reducerande drag överväger den ökade vikten. Detta är dock inte fallet i en flyglinje.

• Aerodynamisk effektivitet är inte allt-det finns flygplan som är blatant ineffektiva aerodynamiskt, men flyger ändå eftersom de tjänar syftet.

• Vingen bär bränslet i ett flygplan. En tårtformad skropp skulle kräva att vingen ligger långt före cg (eller du måste stärka och öka storleken på skrovet där sparet passerar). Detta skulle öka storleken på den horisontella stabilisatorn (eller kräva långvarig rörelse), ökande vikt.

• Det finns också praktiska problem med att fuselageformat som detta skulle öka boarding / deboarding-tiden, minska potentialen för vidareutveckling (det är svårt att plugga klyftavsnitt i det fallet).

En viktig punkt är att du funderar på bara fritidsglidflygplan. Om du anser att glidflygplan är utformade för transport, kan du se att deras form liknar flygplan. Ett bra exempel skulle vara den trupp som bär glidflygplan under andra världskriget.

Airspeed Horsa ; Public Domain, Länk

Flyglinjer har faktiskt en långsträckt tårformsform till dem i en sidoprofil. I aerodynamik brukar det här kallas "båtmarkering" ett objekt.

Glidflygplanet har mycket mer av en tåredroppsform - och därmed tar jag det menar du med den svansformiga svansformen med en lång smal svans - tom eftersom det inte finns något behov av ytterligare system som är voluminösa. Piloten, avionik, kontroller, landningsutrustning etc. passar alla in i framspetsen utan problem. Allt tailboom som verkligen behöver bära är styrlänkarna och strukturen. Här är det meningsfullt att ha en lång smal svans, bara stark nog för strukturella ändamål, samtidigt som man minimerar hudfriktionsdragen.

Nu är det mesta av flygplansskrovet upptaget av den passagerare som bär tryckkärlet, vilket måste vara mycket stort för att kunna göra jobbet effektivt. Det är också tillräckligt länge att det kommer att nå från näsan till svansen av flygplanet, så att mycket liten extra längd krävs för att ge effektiv övervaktsmyndighet för vikt och balans. En lång smal tailboom är. inte nödvändigt här.