Il design della coda a doppio boma per aeromobili è soggetto a particolari problemi aerodinamici sfavorevoli intrinseci?


Migliore risposta

Problemi aerodinamici: Sì, il doppio boma È diverso, in Almeno queste aree:

  1. La fusoliera di poppa di una tipica fusoliera aggiunge un po alla stabilità direzionale totale, specialmente se è relativamente alta e relativamente piatta. Poiché i bracci sono generalmente molto più piccoli, aggiungono molto meno alla stabilità direzionale totale;
  2. Lo stabilizzatore orizzontale sul tipico layout a doppio braccio è generalmente molto più efficiente (per una forma in pianta di uguale dimensione) rispetto al generale piano di coda, a causa delle alette verticali che fungono da piastre terminali. Il solito layout orizzontale della coda ha un allungamento estremamente basso, e quindi è molto meno efficace di una superficie alare, quindi leffetto aumentato di un tailboom HT è rapidamente evidente.
  3. Almeno sul Cessna Skymaster, il La coda orizzontale, essendo interamente immersa nella scia del motore posteriore (o esplosione dellelica, per dirla chiaramente), era una sfida diversa dalla configurazione usuale. Era potente a causa del tremendo flusso daria su di esso, finché il motore era in funzione. Un motore di mulino a vento, daltra parte, ha ridotto notevolmente lefficacia dellascensore. La perdita inaspettata di un motore posteriore potrebbe catturare un pilota inesperto a corto di mano. Questo perché, nella configurazione normale, solo una PARTE di qualsiasi coda orizzontale è immersa nel flusso daria di qualsiasi motore.

Anche se lIP non ha chiesto altri problemi, devo menzionare la struttura considerazioni sul design a doppio braccio:

  1. Un design a doppio braccio è intrinsecamente più pesante di un singolo tailcone. Questo perché, quando si riduce della metà il diametro di un cono, si riduce della metà il suo peso ma si riduce la sua capacità di carico a un quarto delloriginale. Quindi, se hai due bracci, si sommano al peso originale di un normale tailcone ma hanno una forza combinata di solo la metà della normale forza del tailcone. Puoi compensare questo aggiungendo rinforzi strutturali ai tuoi bracci di coda.
  2. Un boma deve essere a sbalzo dalle ali, il che è una vera sfida, dal momento che vuoi rendere le ali il più leggere possibile. Come nota a margine, questo è il motivo per cui la Cessna Airplane Company NON ha prodotto uno Skymaster 337 senza puntoni. Una versione a sbalzo fu proposta alla fine degli anni 60 e fu costruito un prototipo. Ma ha avuto un “rimbalzo del boom” – unoscillazione verticale evidente e inarrestabile dellimpennaggio, causata dalla struttura flessibile delle ali. Laereo aveva anche altre sfide che avrebbero potuto causare un fallimento del mercato, ma è stato il problema del rimbalzo del boom che ha ucciso il progetto.
  3. Un design del braccio ha due code verticali, il che non è né una benedizione né una maledizione in sé, ma che solleva alcuni problemi: devi avere due circuiti di controllo del timone; devi decidere se guidare le schede di controllo su uno o entrambi i timoni; devi decidere se montare una o due luci anticollisione e navigazione; devi capire quanto strettamente interconnettere i timoni (per evitare fluttuazioni o controlli incrociati distruttivi in ​​turbolenza, per esempio).
  4. In una configurazione con elica centrale, la coda orizzontale si trova direttamente nellelica posteriore esplosione, e ottiene un brutale allenamento dagli impulsi in quel flusso (ogni passaggio dellelica invia un impulso di pressione). Il Cessna 337 ha avuto un problema con le crepe nellascensore. Noto che la configurazione dellultimo veicolo senza pilota di Northrup-Grumman, il “Firebird”, ha i bracci posteriori e unelica montata sulla fusoliera posteriore. Hanno montato la coda orizzontale nella parte superiore delle alette verticali, per tirarla fuori dallesplosione dellelica (vedere la rivista “Aviation Week & Space Technology” del 24 dicembre 2018, p.21, per lillustrazione).

Risposta

Cè un problema con i progetti a doppio braccio che è un problema solo se trattato nel modo sbagliato, come lo era con il P-38. Il corpo della “fusoliera”, o pod, chiamalo come vuoi, ha un profilo di pressione su di esso. Così fa unala. Entrambi hanno un gradiente di pressione crescente quando si restringono dietro il punto più spesso.

Se i due coincidono, si ottiene un gradiente di pressione due volte più ripido dove i due si combinano in tre dimensioni. Questo diventa rapidamente quello che è noto come un gradiente di pressione avverso, creando ciò che viene chiamato “resistenza di interferenza”, sebbene questo nome abbia fuorviato i progettisti per decenni (incluso Hall Hibbard).

Il modo per aggirare è avere il la fusoliera termina in qualche modo a poppa del bordo duscita, riducendo la pendenza che coincide con quella dellala ed anche di fatto “barcollando” leffetto dei due corpi. Questo è ciò che troverai praticamente con ogni altro design a doppio braccio. Il P-38 ha una terminazione simultanea, e questo non solo gli dava un coefficiente di resistenza pari a un DC-2 e problemi di vibrazioni sulla coda, ma produceva anche shock a velocità insolitamente basse.

fantastico, ma era un pasticcio aerodinamico.Lockheed lo sapeva ma non avrebbe cambiato la linea di produzione.

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