飛機可以實現平尾可以產生正公升力且是靜穩定的嗎?

時間 2021-05-08 00:44:36

1樓:Spitwater

是可以的,但那就不再是常規布局,後面那個也不叫平尾。比如串列翼布局(鴨式布局、抬式布局隨便叫什麼名字,也只是細節差別,原理一致)。

串列翼布局是一前一後兩個機翼,兩個機翼都用來產生正公升力,重心在兩個機翼之間,兩個機翼產生的公升力像是「抬」著重力,以前叫的抬式布局基本也這個意思。鴨翼布局也是鴨翼和機翼都產生正公升力,但鴨翼主要用來進行配平和產生俯仰控制力矩,因此鴨翼的個頭是比較小的;而串列翼布局前翼面主要用來產生公升力,因此尺寸上比鴨翼大得多,其尺寸和公升力是可以與后翼接近的。

叫串列翼布局還是鴨翼布局其實不重要

那麼串列翼布局如何穩定?答案很簡單,讓前翼的安裝角大於后翼,咱現在分析下這樣為什麼能穩定。不失一般性地,假設前後翼翼型是一致的,另外在小攻角時咱近似認為公升力是和攻角成正比的,咱也不考慮那些複雜的三維效應以及前後翼之間的干擾。

現在想象乙個飛機:他的重心在機身正中間,前翼和后翼與重心的距離相等,前翼面積只有后翼的一半,但是前翼安裝角是后翼兩倍。由於公升力同機翼面積和攻角的乘積成正比,顯然平飛時前後翼產生的公升力是一樣大的,所以總公升力作用點在兩翼之間中點處,即重心處。

現在回顧下焦點定義,焦點是公升力增量的作用點。由於后翼是前翼面積的二倍,當飛機攻角略有增加,那麼后翼的公升力增量也是前翼公升力增量的二倍,兩個公升力增量合成的總公升力增量應更靠近后翼,準確說前翼與焦點的距離應為后翼與焦點距離的二倍,所以焦點是在重心後面的,因此這個飛機是靜穩定的。或者更直接的理解:

當飛機受到擾動攻角增大時,后翼公升力增量是前翼的二倍,所以后翼公升力增量對重心的力矩是前翼公升力增量對重心的力矩的二倍,飛機會自動低頭恢復原來的攻角。

現在考慮題主的問題,如果乙個常規布局的平尾產生正公升力,其實就是前後翼一起「抬」重力,這時前面的分析依然成立:想保持靜穩定,只要前翼安裝角大於后翼即可,只不過后翼比前翼小太多,重心會非常靠近前翼。

因為常規布局的前翼(機翼)比后翼(平尾)大太多,產生公升力主要靠前翼,而前翼安裝角很小,這時候后翼安裝角就不可能比前翼安裝角小多少,因為你還要保證后翼安裝角大於0。安裝角拉不開差距,為了保證足夠穩定性,你必須把后翼做大,然後串列翼誕生。。。

看到這裡,你懂了吧,常規布局和所謂的串列翼布局、抬式布局、鴨式布局並沒有本質區別,無非就是前翼和后翼的尺寸、名字叫的不同。常規布局靜穩定也是因為前翼的安裝角大於后翼,只不過后翼的安裝角是負的。

所以如果你願意,完全可以把常規布局平尾做成產生正公升力,然後把機翼叫前翼,把平尾叫機翼。或者你直接把串列翼布局后翼叫平尾。

順便說句,鴨翼並非一定是靜不穩定的。

2樓:雲間的小雨滴

靜穩定的前提是平尾產生向下的力。

重心和焦點前後位置關係決定了靜穩定性。但是,焦點和重心在整個飛行過程中是移動的,也就是說這個飛機可能在某個時候穩定或者不穩定。

但是,不存在在靜穩定的時候平尾產生向上公升力。

3樓:阿列克謝耶夫

採用這種氣動布局的飛機我了解的是地效飛行器,A90小鷹級比較典型,平尾面積尾容量巨大,氣動中心隨離地高度和前置墊公升發動機功率變化的比較明顯,我覺得只有這種本身就具有複雜的動態氣動特性的飛機才有研究平尾提供正公升力的意義。

4樓:張舒可

可以的航模裡很多自由飛都是這樣比如天巡者號

我個人的理解能穩定但穩定性不如重心靠前更好需要除錯的比較精準或者在小風天氣飛

重心靠前大風小風都很穩定但阻力代價稍大

5樓:Thelalasis

為啥,因為平尾在後面會有尾容量,平尾距離等許多考慮,可能導致機身後半段沒有載重能力,對結構的要求又高。

其實有這麼幹的呀,鴨式布局,只不過平尾放在了機翼前面。鴨式布局後能決絕上面的問題,但是本身還是會帶來穩定性下降和操作難度增加的問題。

常規布局的難以突破恰好就在它看起來不是某方面的最優,確提供了整體的較優解

6樓:非著名空氣動力學渣

1 這樣做需要比較大的尾容量,總體設計上就需要核算是否增加太多的結構和阻力代價,導致得不償失。

2 尾翼損壞後可能導致配平和穩定性的問題也會更嚴重。

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