Finns det några flyglinjebilkar med negativ eller nästan neutral stigningsstabilitet?
Är några moderna kommersiella flygplan med flygkontrollsystem som är utformade med negativ eller nästan neutral stigningsstabilitet så att de kan dra nytta av sådana systemers förmåga att minska trimdragen och öka bränsleeffektiviteten?
Om så är fallet, vilka flygplan är så utformade?
Och om inte, varför inte?
Ibildernamåsteflygplanetmedpositivstatiskstabilitetgetillräckligtmedvingslyft(dengrönapilen),intebaraföratthållaplanetuppåt,utanytterligareettbeloppförattkompenseraförhissenfrånsvansytan,vilketdrarflygplanmotsmutsen.DentotalaaerodynamiskakraftenärsummanavWingLiftplussvansplanhissen,sommåstemotsvaraflygplanetsviktplustvågångerhissensomproducerasavsvansen.DETbetyderattiettflygplanmedpositivstatiskstabilitetärdetbetydligtmerTRIMDRAGOCHTRUSTKRAV.
Iettflygplanutformatmednegativstatiskstabilitet,(bottenbild)Vingarna(GreenArrow)plussvansplanet(blå)bådabidrartillpositiv(uppåt)lyftochsåDentotalaaerodynamiskakraftenärmindre,därförärdetinduceradedragetmindre,ochdenkraftsomkrävs(ochbränsleflödetförattgenereradettatryck)reducerasijämförelsemedettflygplanmedpositivstatiskstabilitet.
Omduvillhamerinformationkanduläsaigenomdenhär videoen , som jag citerar (ungefär 1:00 minuter ), talar om allmänna flygplan med positiv statisk stabilitet, "... Något som inte är väldigt snällt om den här situationen, [positiv statisk stabilitet], är att vi har denna nedåtgående verkande lyftkraft [i svansen], som vi kallar Trim Drag , vilket väsentligen negativt påverkar vårt sortiment och uthållighet, och som vi skulle vilja undvika ... ", och sedan talar vi om det negativt stabila F-16, på 1:50 minuters markering" In Den här situationen har vi, i höjden, en uppåtriktad lyftkraft. Det betyder ... vi har, som det ska vara, hela hissen uppåt. Det betyder [min kursiv], vi har en ökning av vårt utbud och uthållighet prestanda .. "
Dessutom, från denna länk , jag citat "instabila mönster får en liten minskning i drag och en liten ökning i hissen". Resten av denna artikel är också mycket informativ.
För att ytterligare illustrera skillnaden nedan är två bilder av flygplan på slutlig väg till land, där flygvägen är stabil och nedstigande.
1. En F-4, med positiv statisk stabilitet, och 2. en F-16, som har negativ statisk stabilitet. Notera de relativa lägena för stabilatorerna på de två flygplanen, och i synnerhet den relativa vinkeln för angrepp av stabilatorerna jämfört med AOA av vingarna. I båda dessa bilder faller flygplanet ned till land, så den relativa vinden är från vänster och nedanför.
1 svar
nej.
Modern FBW-flygplan använder mindre statisk stabilitet än vad de tidiga jetsna brukade, men stabiliteten är fortfarande positiv. Titta bara på hur svansytan är cambered på moderna flygplan för bevis:
A380svans(bild källa )
Boeing787svans(bild källa )
Vid noll statisk stabilitet sammanfaller tyngdpunktens längdposition med neutralpunkten så att hissen per område på alla horisontella ytor är ungefär densamma (jag försummar camber-effekter för det ögonblick som är litet i kryssningskonfigurationen).
De horisontella svansarna till och med av de senaste konstruktionerna har fortfarande negativ camber vilket indikerar att deras designlyftkoefficient är runt noll eller till och med något negativ. Detta har för det mesta att göra med svansbelastningarna i landningskonfigurationen, men visar också att vid transsonisk fart flyger de vid en lägre lyftkoefficient än vingen. En sådan flygplanscamber skulle göra operation vid transsonisk hastighet och vingeens höjningskoefficient är ganska ineffektiv.
En neutral stabilitetsdesign skulle göra FBW-systemet ännu viktigare än det redan är och skulle göra " direkt lag "-läget för Airbus FBW-systemet ganska farligt. Certifiering skulle bli mycket svårare - trots allt FAR $ 25.173 gäller fortfarande:
(a) A pull must be required to obtain and maintain speeds below the specified trim speed, and a push must be required to obtain and maintain speeds above the specified trim speed.
En del av denna regel kan bäst uppnås med positiv statistisk stabilitet.
Dessutom minskar statisk stabilitet utöver en punkt där stabiliteten fortfarande är något positiv, inte längre effektiviteten. Observera att svansytans bildförhållande är mindre än vingen. Om båda ytorna skulle flyga vid samma lyftkoefficient skulle den framkallade dragningen från svansen vara relativt högre (i förhållande till lyft) än vingsens, även utan nedspolningseffekter. Det betyder att hissen i svansen kommer till ett högre pris och det är mer effektivt att flyga vingen med en högre lyftkoefficient än svansen.
EDIT:
Supersoniska flygplan drar nytta av negativ statisk stabilitet eftersom detta kommer att orsaka mindre trimdrag i supersonisk flygning . Ingen sådan fördel föreligger för flyglinjer eftersom de inte är gjorda för långvarig supersonisk operation.
Dessutom är positiv statisk stabilitet möjlig med hiss i svansen. I det avseendet upprepar frågan en gammal meme. Det är inte skylten på hissen på svansytan som bestämmer gränsen mellan positiv och negativ stabilitet, men relativ hiss per område . Det måste vara mindre på svansen än på vingen för stabilitet. Hur annars skulle ett stabilt canardflygplan kunna producera lyft på huvudvingen?
Läs andra frågor om taggar flight-controls commercial-aviation fly-by-wire stability Kärlek och kompatibilitet Skor Gear 12 Stjärntecken Grunderna