Je konstrukce ocasu dvojitého výložníku u letadel náchylná k nějakým konkrétním nepříznivým aerodynamickým problémům?


Nejlepší odpověď

Aerodynamické problémy: Ano, dvojitý výložník JE odlišný, v alespoň tyto oblasti:

  1. Zadní trup typického trupu trochu přispívá k celkové směrové stabilitě, zejména pokud je relativně vysoký a relativně plochý. Vzhledem k tomu, že výložníky jsou obvykle mnohem menší, podstatně méně přispívají k celkové směrové stabilitě;
  2. Horizontální stabilizátor na typickém uspořádání dvojitého výložníku je obecně mnohem efektivnější (pro rovinnou plošnou formu) než obecně ocasní plocha, kvůli svislým žebrům, které fungují jako čelní desky. Obvyklé horizontální rozložení ocasu má extrémně nízký poměr stran, a proto je mnohem méně efektivní než povrch křídla, takže je rychle patrný zvýšený účinek ocasu HT.
  3. Alespoň na Cessna Skymaster, vodorovný ocas, který byl zcela ponořen do proudu vzduchu zadního motoru (nebo řečeno o výbuchu vrtule), představoval jinou výzvu než obvyklá konfigurace. Bylo to silné díky obrovskému proudění vzduchu přes něj – pokud běžel motor. Na druhé straně větrný mlýn výrazně snížil účinnost výtahu. Nečekaná ztráta zadního motoru mohla nezkušeného pilota zastihnout na zkratce. Je to proto, že v obvyklé konfiguraci je do proudu vzduchu z jakéhokoli motoru ponořena pouze ČÁSTKA jakéhokoli vodorovného ocasu.

Ačkoli se IP neptal na další problémy, musím zmínit strukturální úvahy o konstrukci dvojitého výložníku:

  1. Konstrukce dvojitého výložníku je ze své podstaty těžší než jediný ocas. Je to proto, že když zmenšíte průměr kužele o polovinu, snížíte jeho váhu o polovinu, ale snížíte jeho nosnost na jednu čtvrtinu originálu. Pokud tedy máte dva výložníky, zvyšují původní váhu jednoho obvyklého ocasního kužele, ale mají kombinovanou pevnost pouze polovinu obvyklé síly ocasu. Vyrovnáváte to přidáním strukturální výztuhy do ocasních ploch.
  2. Z křídel musí být vyložen výložník, což je skutečná výzva, protože chcete, aby křídla byla co nejlehčí. Jako vedlejší poznámku to je důvod, proč letecká společnost Cessna NEVYROBILA Skymaster 337 bez vzpěry. Konzolová verze s křídly byla navržena koncem šedesátých let a byl postaven jeden prototyp. Mělo to však „boom bounce“ – znatelnou a nezastavitelnou vertikální oscilaci ocasního prostoru způsobenou pružnou strukturou křídel. Letoun měl také další výzvy, které by mohly způsobit jeho selhání na trhu, ale projekt zabila boom-bounce.
  3. Konstrukce výložníku má dva svislé ocasy, což není ani požehnáním ani kletba sama o sobě, ale která vyvolává určité problémy: musíte mít dva obvody řízení kormidla; musíte se rozhodnout, zda chcete ovládat záložky na jednom nebo obou kormidlech; musíte se rozhodnout, zda namontovat jedno nebo dvě protisrážkové a navigační světla; musíte přijít na to, jak pevně propojit kormidla (například abyste se vyhnuli třepetání nebo destruktivnímu křížovému ovládání při turbulencích).
  4. U konfigurace osy vrtule leží vodorovná ocasní část přímo v zadní vrtule výbuch a dostane brutální trénink z pulzů v tomto proudu (každý průchod vrtule vysílá puls tlaku). Cessna 337 měla problém s prasklinami ve výtahu. Všiml jsem si, že konfigurace nejnovějšího bezpilotního vozidla Northrup-Grumman, „Firebird“, má ocasní ramena a vrtuli namontovanou na zadní části trupu. Namontovali vodorovný ocas v horní části svislých ploutví, aby ho dostali z výbuchu vrtule (pro ilustraci viz časopis „Aviation Week & Space Technology“ 24. prosince 2018, s. 21).

Odpověď

Existuje jeden problém s designem twin boom, který je problémem pouze při nesprávném zacházení, jako tomu bylo u P-38. Tělo ‚trupu nebo podu, říkejte tomu, jak chcete, má nad sebou tlakový profil. Stejně tak křídlo. Oba mají stoupající tlakový gradient, protože se zužují za nejsilnějším bodem.

Pokud se tyto dva shodují, dostanete tlakový gradient dvakrát tak strmý, kde se oba spojují ve třech rozměrech. Toto se rychle stává takzvaným gradientem nepříznivého tlaku, čímž se vytváří tzv. Interferenční odpor, i když tento název designéry po celá desetiletí zavádí do omylu (včetně Hall Hibbard).

Cesta kolem je mít trup končí nějakým způsobem na zádi od zadní hrany, což snižuje sklon, který se shoduje se sklonem křídla, a také účinně „ohromuje“ účinek obou těl. To najdete u téměř všech ostatních konstrukcí dvojitého výložníku. P-38 má souběžné zakončení, a to mu nejen poskytlo účinnost součinitele odporu rovnající se DC-2 a problémům s vibracemi přes ocas, ale také způsobilo šok při neobvykle nízkých rychlostech.

Vypadalo to skvělé, ale byl to aerodynamický nepořádek.Lockheed to věděl, ale nezměnil by výrobní linku.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *