航空機の双胴機の尾翼の設計は、特定の固有の好ましくない空力の問題を起こしやすいですか?


ベストアンサー

空力の問題:はい、双胴機は異なります。少なくともこれらの領域:

  1. 一般的な胴体の後部胴体は、特に比較的背が高く、側面が比較的平らな場合、全体的な方向の安定性をいくらか高めます。ブームは通常はるかに小さいため、全体的な方向安定性の向上はかなり少なくなります。
  2. 一般的な双胴機のレイアウトの水平尾翼は、一般的なものよりも一般的にはるかに効率的です(同じサイズの平面形状の場合)。水平尾翼、エンドプレートとして機能する垂直フィンによる。通常の水平尾翼レイアウトはアスペクト比が非常に低いため、翼の表面よりも効果がはるかに低いため、尾翼HTによる効果の増加がすぐにわかります。
  3. 少なくともセスナスカイマスターでは、後部エンジンのスリップストリーム(または、はっきり言ってプロペラブラスト)に完全に浸されている水平尾翼は、通常の構成とは異なる課題でした。エンジンが作動している限り、その上に途方もない気流があるため、それは強力でした。一方、風車エンジンは、エレベーターの効率を大幅に低下させました。リアエンジンの予期せぬ損失は、経験の浅いパイロットをショートハンドで捕まえる可能性があります。これは、通常の構成では、水平テールの一部のみがエンジンからの気流に浸されているためです。

IPは他の問題について質問しませんでしたが、構造について言及する必要があります。双胴機の設計に関する考慮事項:

  1. 双胴機の設計は、本質的に単一のテールコーンよりも重いです。これは、コーンの直径を半分にすると、重量が半分になりますが、負荷容量が元の容量の4分の1に減少するためです。したがって、ブームが2つある場合、それらは1つの通常のテールコーンの元の重量になりますが、通常のテールコーンの強度の半分の合計強度しかありません。これを補うには、テールブームに構造的な補強を追加します。
  2. 翼をできるだけ軽くしたいので、ブームを翼から片持ちにする必要があります。これは非常に難しい作業です。ちなみに、これがセスナ飛行機会社が支柱のない337スカイマスターを製造しなかった理由です。 1960年代後半にカンチレバーウィングバージョンが提案され、1つのプロトタイプが作成されました。しかし、それは「ブームバウンス」を持っていました-翼の柔軟な構造によって引き起こされた、尾翼の目立って止められない垂直振動。飛行機には市場の失敗を引き起こしたかもしれない他の課題もありましたが、プロジェクトを殺したのはブームバウンスの問題でした。
  3. ブームの設計には2つの垂直尾部があり、どちらも祝福ではありません。呪い自体もありませんが、いくつかの問題が発生します。2つの舵制御回路が必要です。片方または両方の舵のコントロールタブを駆動するかどうかを決定する必要があります。衝突防止ライトとナビゲーションライトを1つまたは2つ取り付けるかどうかを決定する必要があります。ラダーをどの程度しっかりと相互接続するかを理解する必要があります(たとえば、乱気流でのフラッターや破壊的なクロスコントロールを回避するため)。
  4. 中心線プロペラ構成では、水平尾翼は後部プロペラに直接配置されます。爆破し、その流れのパルスから残忍なトレーニングを取得します(プロペラの各通過は圧力のパルスを送信します)。セスナ337はエレベーターのひび割れに問題がありました。 Northrup-Grummanの最新の無人機である「Firebird」の構成には、テールブームと後部胴体に取り付けられたプロペラがあることに気付きました。彼らは、プロペラの爆発からそれを取り除くために、垂直フィンの上部に水平テールを取り付けました(説明については、「Aviation Week&SpaceTechnology」誌2018年12月24日、p.21を参照してください)。

回答

ツインブームの設計には、P-38の場合と同様に、間違った方法で処理した場合にのみ問題となる問題が1つあります。 「胴体」の本体、またはポッドは、それをあなたが望むものと呼び、その上に圧力プロファイルがあります。翼もそうです。どちらも、最も厚いポイントの後方で狭くなるため、圧力勾配が上昇します。

2つが一致する場合、2つが3次元で結合する場合、2倍の急勾配の圧力勾配が得られます。これは急速に逆圧力勾配として知られるものになり、「干渉抗力」と呼ばれるものを作成しますが、この名前は何十年にもわたって設計者を誤解させてきました(ホールヒバードを含む)。

胴体は後縁の後方で終端し、翼の傾斜と一致する傾斜を減らし、2つのボディの効果を効果的に「ずらし」ます。これは、他のほとんどすべての双胴機の設計で見られるものです。 P-38には同時終端があり、DC-2に等しい抗力係数とテールの振動の問題が発生しただけでなく、異常に低速で衝撃が発生しました。

見た目は素晴らしいですが、空力的な混乱でした。ロッキードはそれを知っていましたが、生産ラインを変更しませんでした。

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