Hur skiljer sig konventionella och T-svansar?
Vilka designhänsyn går i beslutet mellan konventionella svansar och T-svansar? Funktionellt är den horisontella stabilisatorn / stabilisatorn lika i båda fallen, vilket ger en negativ lyft, hissstyrningen och en metod för stigning. Vad är skillnaderna dock?
Såvitt jag är medveten har de T-svansar jag har flugit, T-svansar för att undvika förbränning (PA-44) eller bakre motorplacering (EMB-145). Finns det andra skäl för att ha en T-svans? Vilka är de aerodynamiska konsekvenser som en pilot behöver vara medveten om med en T-svans (t ex undviker hård rotering vid touchdown, problem vid hög AOA, etc)?
4 svar
Det finns mer till en T-svans än det:
Aerodynamik:
Struktur:
Kontroll:
En T-svans ger ett starkt näsa-stigande ögonblick i sidoslip.
Om det inte var för fladder och tonar, skulle T-svans bli mer utbredd ...
Det finns mycket till detta, och jag är ingen flygplaningenjör, så om det finns några andra svar, tar jag glatt bort det här. Hur som helst, från vad jag har fått höra:
T-halen klämmer hissarna ut ur vingarna, prop och (oftast mest) skrovet som ger dig bättre hissmyndighet och gör en svansstall mindre sannolikt.
Det har vissa nackdelar, men genom att lyfta hissarna direkt i det (turbulenta) separerade flödet från vingarna under en stall kan du sätta dig i en (mer eller mindre) oåterkallelig djupstall .
(Bild från den länkade Wikipedia-artikeln)
Övervägandena i svarets svar är helt korrekta, men det kan finnas andra faktorer att ta hänsyn till.
För det första är det sant att användandet av konventionella svans leder till att luftflödet över svansen kan störa huvudvingen och / eller motorerna och / eller skrovet. Emellertid beaktas den nedspolning som induceras av huvudvingen på flödet (för kryssningsförhållandena) i utformningen av svansen för att minska några negativa aspekter av samspelet mellan huvudvingen och svansen.
En annan stor skillnad mellan dessa två konfigurationer gäller stabiliteten. Som jag redan har förklarat i det här svaret används svansen för att skapa en del hiss som krävs för att uppfylla trimrelationerna . När det gäller den "vertikala" kraftjämviktsekvationen är det ingen verklig skillnad mellan de två konfigurationerna, men det finns en stor för just nuvarande jämvikt.
Om du antar att du har samma mängd hiss som genereras av de båda konfigurationerna (detta är relevant på grund av "vertikal" kraftbalans), kommer en snabb skiss att övertyga dig om att både vinkeln och hävarmen är olika. Slutsatsen av denna studie kan inte dras utan ett specifikt exempel men jag hoppas det är klart för dig att stabiliteten verkligen påverkas av valet av svansen.
Från en strukturell synvinkel är det inte bra att ha en T-svans-konfiguration, när den flyter transoniskt (eller till och med supersonisk), eftersom det vanligtvis inducerar fladder i svansen.
Slutligen, på en lägre nivå men ändå en skillnad, med hjälp av en T-tail, ökar vågen (jämfört med en konventionell konfiguration, där svansen är nästan i kölvattnet av huvudvingarna och flygkroppen) bakom ditt flygplan och därigenom Drag som du behöver övervinna är större.
En T-svans har konstruktions- och aerodynamiska konstruktionseffekter. De strukturella övervägandena är förstås den ökade vikten av den vertikala svansen på grund av att nu behöva stödja krafterna och ögonblicken på den horisontella svansen, inklusive förstärkning för fladder. Den vertikala svansen kan vara kortare på grund av den horisontella svansens slutplattaffekt och momentarmen till CoG är längre - men för de flesta högre subsoniska hastighetsflygplan minskar dessa effekter bara viktbiten.
T-halan förblir mer markerad än huvudvingen. Vid närmar sig marken orsakar ökningen i vingehissen en automatisk bländning: flygplanet landar sig själv. Från wikipedia-sidan på Handley Page Victor:
One unusual flight characteristic of the early Victor was its self-landing capability; once lined up with the runway, the aircraft would naturally flare as the wing entered into ground effect while the tail continued to sink, giving a cushioned landing without any command or intervention by the pilot.
Ent-svansaerodynamiskakonsekvenserharmestattgöramedstabilitetochkontrollistall-ochpoststallbeteende,ochkanvaragrav.Fokker28ochF100hadestickpusherssomageradevidattupptäckaenhögangreppsvinkel,vilketgördetganskaomöjligtatthållakolumnernaibakreposition.OrsakentilldettaäromvändningenavT-svans$C_M$-$\alpha$lutning,somavbildasnedan.
- Diagram A är för en svanshöjd på 2 * MAC
- Grafik B för 1 * MAC
- Grafik C för samma höjd som MAC
Flygplanet är aerodynamiskt stabilt när $ C_M $ - $ \ alpha $ lutningen är negativ, till exempel i fall B och C. För konfiguration A blir lutningen positiv efter stallpunkten, vilket innebär att näsan vill öka uppåt efter att ha nått stallet - inte en bra situation.
Stallhastigheten måste demonstreras under certifieringen, och säker återhämtning från en stall är ett krav. En stickpusher förhindrar att flygplanet kommer in i djupstallområdet.
Läs andra frågor om taggar aerodynamics aircraft-design Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna