Beste antwoord
Aerodynamische problemen: Ja, de dubbele giek IS anders, op tenminste deze gebieden:
- De achterste romp van een typische romp draagt enigszins bij aan de totale richtingsstabiliteit, vooral als deze relatief lang en relatief vlak is. Omdat gieken gewoonlijk veel kleiner zijn, dragen ze aanzienlijk minder bij aan de totale richtingsstabiliteit;
- De horizontale stabilisator op de typische lay-out met dubbele giek is over het algemeen veel efficiënter (voor een even groot plan) dan de algemene staartvlak, doordat de verticale vinnen als eindplaten fungeren. De gebruikelijke horizontale staartindeling heeft een extreem lage aspectverhouding en is daarom veel minder effectief dan een vleugeloppervlak, dus het verhoogde effect van een staartboom HT is snel merkbaar.
- In ieder geval op de Cessna Skymaster, de De horizontale staart, die volledig ondergedompeld was in de slipstream van de motor achterin (of propellor, om ronduit te spreken), was een andere uitdaging dan de gebruikelijke configuratie. Het was krachtig vanwege de enorme luchtstroom eroverheen – zolang de motor liep. Een windmolenmotor daarentegen verminderde de effectiviteit van de lift aanzienlijk. Het onverwachte verlies van een motor achterin zou een onervaren piloot kunnen beknotten. Dit komt doordat, bij de gebruikelijke configuratie, slechts een DEEL van een horizontale staart ondergedompeld is in de luchtstroom van een motor.
Hoewel het IP-adres niet naar andere problemen vroeg, moet ik structurele overwegingen bij het ontwerp met dubbele giek:
- Een ontwerp met twee gieken is inherent zwaarder dan een enkele staartkegel. Dit komt doordat, wanneer u de diameter van een kegel met de helft verkleint, u het gewicht met de helft vermindert, maar u het draagvermogen terugbrengt tot een kwart van het origineel. Dus als u twee gieken heeft, zijn ze opgeteld bij het oorspronkelijke gewicht van één gebruikelijke staartkegel, maar hebben ze een gecombineerde sterkte van slechts de helft van de gebruikelijke kracht van de staartkegel. U compenseert dit door structurele versteviging aan uw staartarmen toe te voegen.
- Een giek moet vrijdragend vanuit de vleugels worden uitgevoerd, wat een echte uitdaging is, aangezien u de vleugels zo licht mogelijk wilt maken. Als een kanttekening, dit is de reden waarom de Cessna Airplane Company GEEN niet-veerpootbevestigde 337 Skymaster produceerde. Een cantilever-vleugelversie werd eind jaren zestig voorgesteld en er werd één prototype gebouwd. Maar het had “boom bounce” – een merkbare en niet te stoppen verticale oscillatie van de staartvlakken, veroorzaakt door de flexibele structuur van de vleugels. Het vliegtuig had ook andere uitdagingen waardoor het een marktfalen zou kunnen zijn, maar het was de boom-bounce-kwestie die het project heeft gedood.
- Een giekontwerp heeft twee verticale staarten, wat geen zegen is niet per se een vloek, maar dat roept wel wat problemen op: je moet twee roerbesturingscircuits hebben; u moet beslissen of u de bedieningstabs op een of beide roeren wilt rijden; u moet beslissen of u een of twee antibotsings- en navigatielichten wilt monteren; je moet uitzoeken hoe nauw je de roeren met elkaar moet verbinden (om bijvoorbeeld flutter of destructieve kruisbesturing bij turbulentie te voorkomen).
- Bij een middenlijn-propellerconfiguratie ligt de horizontale staart direct in de achterste propeller ontploffing, en krijgt een brute training van de pulsen in die stroom (elke passage van de propeller zendt een puls van druk uit). De Cessna 337 had een probleem met scheuren in de lift. Ik merk dat de configuratie van het nieuwste onbemande voertuig van Northrup-Grumman, de “Firebird”, staartarmen heeft en een propeller op de achterste romp. Ze hebben de horizontale staart aan de bovenkant van de verticale vinnen gemonteerd om deze uit de propellerstoot te krijgen (zie het tijdschrift “Aviation Week & Space Technology” 24 december 2018, p.21, ter illustratie).
Antwoord
Er is een probleem met dubbele giekontwerpen dat alleen een probleem is als ze op de verkeerde manier worden behandeld, zoals bij de P-38. Het ‘romp’ lichaam, of pod, noem het zoals je wilt, heeft een drukprofiel eroverheen. Een vleugel ook. Beide hebben een stijgende drukgradiënt omdat ze smal worden achter het dikste punt.
Als de twee samenvallen, krijg je een drukgradiënt die twee keer zo steil is als de twee in drie dimensies combineren. Dit wordt al snel wat bekend staat als een ongunstige drukgradiënt, waardoor een zogenaamde interferentieweerstand ontstaat, hoewel deze naam ontwerpers al decennia lang misleidt (inclusief Hall Hibbard).
De manier om het te hebben is om de de romp eindigt een eind achter de achterrand, waardoor de helling die samenvalt met die van de vleugel wordt verkleind en ook het effect van de twee lichamen effectief wankelt. Dit is wat u zult vinden bij vrijwel elk ander ontwerp met dubbele giek. De P-38 heeft een gelijktijdige afsluiting, en dat gaf hem niet alleen een weerstandscoëfficiënt gelijk aan een DC-2 en trillingsproblemen over de staart, maar produceerde ook schokken bij ongewoon lage snelheden.
geweldig, maar het was een aërodynamische puinhoop.Lockheed wist het, maar zou de productielijn niet veranderen.