Ist bei einem Flugzeug mit Tandemflügel ein Höhenleitwerk notwendig?

Nehmen wir an, es gibt ein Flugzeug mit mehr als einem Hauptflügel und jeder dieser Flügel hat Aufzüge. Wäre ein horizontaler Stabilisator notwendig? Die folgende Abbildung zeigt ein Beispiel dafür, was ich denke.

Tandemflügel

Nein. Diese Konfiguration wird als Tandemflügel bezeichnet. Bringen Sie den Heckflügel für mehr Stabilität geringer an und verlagern Sie den Schwerpunkt entsprechend nach vorne. Schade, dass dies geschlossen wurde - ich denke, es ist eine gute Frage, ob Sie die Hauptflügel- und Stabilisatorbeschränkungen herausnehmen.
@Simon Zusatzflügel Schauen Sie sich die Bilder dieses Flugzeugs an. Beachten Sie, dass es einen Hauptflügel mit 4 Triebwerken mit einem am Flugzeug angebrachten horizontalen Stabilisator hat, aber schauen Sie sich dann den zusätzlichen Flügel an der Vorderseite des Flugzeugs an, und danach frage ich.
@Federico Schauen Sie sich den Beitrag an, den ich gerade Simon gegeben habe, und vielleicht hilft das ein wenig. ^
eine Entscheidung treffen, können Sie nicht sowohl als auch not includedie Hauptflügel einbeziehen.
In Ihrem Beitrag sagen Sie each of these wings have elevators, dann hat in den Beispielen, die Sie geben, keiner von ihnen Aufzüge an den Flügeln (was übrigens nicht funktionieren kann, die Aufzüge müssen einen langen Hebel zum CoG haben). Sie haben auch horizontale Stabilisatoren. Ist Ihre Frage einfach, was sind die kleinen zusätzlichen Flügel vorne? Wenn ja, fragen Sie nach Canards.
@Simon Schau dir Google Doc an.
@Ethan Ich habe das Bild hinzugefügt. Aber es sieht immer noch aus wie eine Konfiguration mit einem Hauptflügel, einem Canard und einem horizontalen Stabilisator (zumindest scheinen die Spannweiten anders zu sein). Wenn Sie bereits so viele Aufzüge haben (egal wo sie sich befinden), warum brauchen Sie einen weiteren Stabilisator und wo platzieren Sie ihn?
@aeroalias Ich frage, ob in meiner Frage ein Stabilisator erforderlich ist, wenn Sie diese zusätzlichen Flügel haben, und Sie würden höchstwahrscheinlich eine T-Heck-Stabilisatorkonfiguration in diesem Flugzeug haben, wenn es einen gäbe.
@PeterKämpf, es wurde wiedereröffnet. Obwohl ich glaube, dass es schon irgendwo eine gute Erklärung für die Längsstabilität gibt und diese dann als Duplikat geschlossen werden könnte.

Antworten (1)

Ist ein Höhenleitwerk für Tandemflügelflugzeuge erforderlich? nicht, wenn die Hauptflügel in der Lage sind, die Funktionen des Höhenleitwerks auszuführen.

Die Hauptgründe für horizontale Stabilisatoren sind zweierlei:

  • Um dem Flugzeug Stabilität zu verleihen, da die Flügelkonfiguration allein instabil ist.
  • Um ein Nickmoment bereitzustellen, da der lange Hebelarm es ermöglicht, durch kleine Änderungen im Auftrieb (über die Aufzüge) genügend Moment zu erzeugen.

Es bietet auch andere Vorteile (wie Dämpfung), aber das sind die wichtigsten.

Bei Flugzeugen mit Tandemflügeln (dh mit zwei Flügeln hintereinander) kann abhängig von verschiedenen Faktoren ein horizontaler Stabilisator vorhanden sein oder nicht.

  • Wenn die beiden Flügel in der Lage sind, Stabilität und Nickmoment durch unterschiedliche Steuerung der Steuerflächen (Höhenruder) auf ihnen bereitzustellen, hat der Tandemflügel keinen horizontalen Stabilisator wie der Scaled Composites Proteus.

Proteus

" Scaled Composites Proteus in Flug 1 ". Lizenziert unter Public Domain via Commons .

  • In einigen Fällen können die oben genannten Ziele möglicherweise nicht mit den Flügeln allein erreicht werden, und es kann ein horizontales Leitwerk erforderlich sein, wie beim Scaled Composites Advanced Technology Tactical Transport. Interessanterweise wurde das Flugzeug in zwei Konfigurationen geflogen. Die ursprüngliche Konfiguration hatte einen kreuzförmigen Schwanz.

ATTT

Bild mit freundlicher Genehmigung von Scaled Composites, LLC

Laut DARPA-Bericht AD-A227-498,

Die Analyse der Flugtestergebnisse der „Cruciform Tail“-Konfiguration ergab einen signifikanten Mangel in der Richtungsstabilität und der minimalen Steuergeschwindigkeit des Flugzeugs bei ausgeschaltetem Motor sowie einige wahrgenommene Ladeschwierigkeiten aufgrund des geringen Abstands der hinteren Frachttür.

Infolgedessen wurde die Konfiguration in ein Doppelausleger-Bronco-Heck geändert und geflogen.

ATTT

Bild mit freundlicher Genehmigung von Scaled Composites, LLC

Die Tandemflügelkonfiguration hat einige Vorteile, wie zum Beispiel:

  • Bei gleichem Gewicht sind die Tandemflügel kompakter (dh haben eine geringere Spannweite), da beide Flügel Auftrieb erzeugen (dies war einer der Gründe, die von Burt Rutan angegeben wurden). Sie haben weniger Stirnfläche und weniger Parasitenwiderstand.
  • Bei Tandemflügeln erzeugen beide Flügel auf beiden Seiten des Schwerpunkts Auftrieb und erzeugen Momente um den Schwerpunkt in entgegengesetzte Richtungen. Aus Stabilitätsgründen wird der Schwerpunkt also nach vorne verschoben (z. B. indem das Triebwerk nach vorne gestellt wird). Wenn der Anstellwinkel (aoa) zunimmt, verschiebt sich die Auftriebskraft nach hinten, und wenn sich das Druckzentrum nach hinten verschiebt, muss das Heck eine höhere Abwärtskraft erzeugen, um das erforderliche Gegenmoment zu erzeugen. Da eine höhere Aoa hauptsächlich bei Landungen verwendet wird, wo mehr Auftrieb bei niedrigeren Geschwindigkeiten erforderlich ist, ist dies nicht ideal. Im Fall von Tandemflügeln jedoch, bei höherer Aoa, Auftriebskraft von beidenDie Flügel bewegen sich nach hinten, was dazu führt, dass der hintere Flügel einen längeren Momentarm und dadurch ein größeres Moment hat. Um dies auszugleichen, muss der vom Frontflügel erzeugte Auftrieb größer sein, was mehr Auftrieb erzeugt, nicht weniger. Aus diesem Grund ist der vordere Flügel höher angestellt (um einen höheren Auftrieb zu erzeugen) als der hintere.

Tandemflügel mit hohem Anstellwinkel

Quelle: nurflugel.com

  • Im Allgemeinen liegt der Schwerpunkt eines Flugzeugs mit Tandemflügeln in Richtung des vorderen Hauptflügels, wobei der hintere Flügel im Vergleich zum vorderen Flügel einen geringeren Einfall hat. Dies bedeutet, dass der vordere Flügel eine höhere Flächenbelastung hat und zuerst abreißt. Da der Heckflügel jedoch immer noch Auftrieb erzeugt, senkt sich die Nase und der Frontflügel beginnt wieder, Auftrieb zu erzeugen, was dem Piloten im Gegensatz zur herkömmlichen Konfiguration etwas Zeit gibt, um zu reagieren und das Flugzeug zu steuern.

Da die Spannweite geringer ist, ist der induzierte Luftwiderstand jedoch größer.

Ist bei einem Flugzeug mit Tandemflügel ein Höhenleitwerk notwendig?
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