Есть ли что-то, что можно получить, поместив пропеллер в верхней части вертикального стабилизатора?

В настоящее время я разрабатываю радиоуправляемый самолет с электрическим приводом и одним пропеллером. Размах крыльев c. 2,5 м и длиной c. 1,6 м.

Сейчас планируется разместить пропеллер в верхней части VS, где также находится HS. Однако по мере того, как я продвигался дальше в своем дизайне, стало ясно, что он сложен во всех возможных отношениях, начиная от конструктивных особенностей (пенопласт, покрытый стекловолокном) и заканчивая установкой 40-мм двигателя вместе с сервоприводами руля высоты.

Итак, должен ли я просто переместить пропеллер + двигатель вниз к кормовой части фюзеляжа или есть что-то в производительности, на что это перемещение может отрицательно повлиять?

E: Как упоминалось в комментариях, перемещение двигателя повлияет на характеристики момента тангажа самолета. «К счастью», у меня есть возможность изменить размещение батареи внутри фюзеляжа, чтобы противостоять этому эффекту, поэтому рассмотрение момента тангажа становится недействительным.

Направление крутящего момента будет изменено на обратное, с качки носом вверх на тангаж носом вниз, что повлияет на устойчивость и потребует корректировок, чтобы сбалансировать это изменение.
Хороший вопрос — центральный двигатель Trislander сдвинули именно туда, о чем вы говорите (т. е. на вершину VS), так что это не совсем неслыханно…

Ответы (2)

Ставить тяжелую массу, часть которой даже вращается, на длинную гибкую балку вообще не лучшая идея. Масса двигателя уменьшит собственную частоту вертикального хвостового оперения, вызывая раннее флаттер, а любой дисбаланс в гребном винте создаст начальное возбуждение, необходимое для развития флаттера. Кроме того, размещение тяжелых масс вдали от центра тяжести увеличивает моменты инерции и делает управление самолетом излишне вялым. Дизайнеры должны чувствовать некоторую боль, чтобы выбрать это непривлекательное положение двигателя.

Причинами такого необычного размещения двигателя могут быть:

  • Улучшенный аэродинамический контроль для управления на земле. Благодаря тому, что управляющие поверхности приседают в потоке гребного винта, наземная управляемость гидросамолетов на воде значительно улучшается.
  • Улучшенный обзор для пилота: вместо центрального расположения двигателя в носу расположение хвостового оперения значительно улучшает обзор.
  • Меньше FOD (повреждение посторонними предметами): приподнятое положение стойки делает ее менее восприимчивой к повреждению обломками, поднятыми с земли.

Первая причина объясняет, почему большинство конструкций с хвостовыми двигателями представляют собой гидросамолеты. Расположение двигателя на Trislander, трехмоторной версии Britten-Norman Islander, было выбрано по двум последним причинам, а также потому, что конструкторы считали, что флаттер не представляет особой проблемы для этого компактного, медленного универсального самолета.

Я могу найти два примера самолетов (да, использую этот термин вольно) с винтовым двигателем, установленным в верхней части вертикального стабилизатора:

В обоих случаях эта конструкция выбирается из-за условий, в которых будет эксплуатироваться судно. Trislander предназначен для коротких взлетов и посадок на неподготовленных поверхностях (в названии упоминаются прыжки с острова). "Орленок" рассчитан на работу в условиях экранного эффекта, то есть даже в большей степени "неподготовленной поверхности". Двигатели и пропеллеры далеко от земли — желаемая черта дизайна в любом случае.

Вы не указываете, находится ли пропеллер перед стабилизатором или за ним. Я бы подумал (IANAA*), что пропеллер перед стабилизатором сделал бы поверхность управления менее эффективной из-за возмущения пропеллера. Поверхности управления в обоих приведенных выше примерах кажутся слишком большими, что я буду считать окончательным доказательством моей гипотезы.

* Я не аэродинамик.

IANAA, но я бы подумал, что ветер, создаваемый винтом, сделает поверхности управления более эффективными (большая скорость полета)
Есть даже третий: гидросамолет Seawind .
Еще одна пара: Stuttgart e-genius и Icaré 2 .
@ManuH Я бы сказал, что этот воздушный поток будет более турбулентным из-за пропеллера. Я уверен, что этот эффект зависит от скорости воздуха. Я честно не знаю.