Vad är angreppsvinkeln för horisontell stabilisator?

4

Det framgår att i de flesta flygningar är den horisontella stabilisatorn inställd för positiv angreppsvinkel.

Så skapar detta sålunda en "uppkraft" (lyftkraft) på svansen vilket gör flygplanet näsa tungt?

Eller presenterar den horisontella stablizer sig till den relativa luften i en annan angreppsvinkel än vingen gör (vilket skapar kraft på svansen)?

    
uppsättning user2927392 29.04.2016 12:01

1 svar

5

Du har rätt, den horisontella svansen på ett konventionellt flygplan verkar ha en högre förekomst, men den faktiska angreppsvinkeln är mindre än vingen.

Vingen, som flyger framför svansen, producerar nedspolning, så flödet vid svansplatsen har en distinkt nedåtgående komponent. Nedvattningsvinkeln kan beräknas utifrån höjningskoefficienten och flygplanets geometri: För att förenkla saker, låt oss anta att vingen bara verkar på luften med densiteten $ \ rho $ som flyter med hastigheten $ v $ genom en cirkel med en diameter lika med spänningen $ b $ av vingen. Om vi bara tittar på detta flödesrör är massflödet $$ \ frac {dm} {dt} = \ frac {b ^ 2} {4} \ cdot \ pi \ cdot \ rho \ cdot v $$

Lyft $ L $ är då den impulsändring som orsakas av vingen och lika med vikten. Med den nedåtgående lufthastigheten $ v_z $ som ges av vingen är hissen: $$ L = \ frac {b ^ 2} {4} \ cdot \ pi \ cdot \ rho \ cdot v \ cdot v_z = S \ cdot c_L \ cdot \ frac {v ^ 2} {2} \ cdot \ rho $$

$ S $ är vingeområdet och $ c_L $ den totala lyftkoefficienten. Om vi nu löser för vertikal luftfart får vi $$ v_z = \ frac {S \ cdot c_L \ cdot \ frac {v ^ 2} {2} \ cdot \ rho} {\ frac {b ^ 2} {4 } \ cdot \ pi \ cdot \ rho \ cdot v} = \ frac {2 \ cdot c_L \ cdot v} {\ pi \ cdot AR} $$ med $ AR = \ frac {b ^ 2} {S} $ vingeens aspektförhållande. Nu kan vi dela den vertikala hastigheten med lufthastigheten för att beräkna den vinkel som luften har avböjt av vingen. Låt oss kalla det $ \ alpha_w $: $$ \ alpha_w = arctan \ left {\ frac {v_z} {v} \ höger) = arctan \ left {\ frac {2 \ cdot c_L} {\ pi \ cdot AR} \ right ) $$ En typisk flyglinjekryssningsliftkoefficient är 0,4 och ett typiskt bildförhållande är cirka 8: Detta resulterar i en nedvattningsvinkel på nästan 2 ° om hissfördelningen över spänningen är elliptisk. I verkligheten är den mer triangulär, så nedvattningsvinkeln är större nära flygplanets mittpunkt. Observera att motornacellerna i DC-9 och MD-80-intervallet lutas 3 ° uppåt för att anpassa dem till det lokala flödet.

Den resulterande angreppsvinkeln är lägre för de 3 °, och om vinkeln på attackskillnaden mellan vinge och svans är mindre än så kommer svansytan att visas vinklad uppåt. För att uppnå statisk stabilitet måste svansen flyga på något lägre angreppsvinkel än vingen .

    
svaret ges 29.04.2016 22:54