Может ли конструкция, обеспечивающая нейтральную устойчивость, уменьшить сопротивление дифференту?

Во-первых, терминология: триммерное сопротивление — это компонент сопротивления, добавляемый путем регулировки угла наклона горизонтального хвостового оперения. угол отклонения руля высоты для дифферента. Повышенное паразитное сопротивление большей поверхности хвостового оперения само по себе уже является частью сопротивления нулевой подъемной силы самолета.

Критерии размеров хвостового оперения

Поверхность горизонтального стабилизатора должна быть рассчитана с учетом следующих критериев:

• Достаточная статическая продольная устойчивость. Для этого объем хвоста (площадь хвоста, умноженная на плечо рычага) должен быть достаточно большим. Используйте похожие самолеты и копируйте то, что хорошо работает.

• Достаточное демпфирование высоты тона. Это определяется размером хвоста, умноженным на квадрат плеча хвостового рычага.

• Достаточная мощность управления в самом переднем положении ЦТ во всем диапазоне скоростей.

• Достаточная управляющая мощность в самом переднем положении центра тяжести при всех факторах нагрузки (включая эффекты демпфирования тангажа).
• Достаточная мощность управления при факеле в условиях эффекта земли (что снижает эффективность руля высоты)
• Для конфигураций с Т-образным хвостовым оперением: достаточная управляемость при всех углах бокового скольжения. Боковое скольжение создает сильный момент тангажа в конфигурациях с Т-образным хвостовым оперением.
• Для планеров: Достаточная компенсация силы буксирного троса как в начале пуска лебедки (буксировочный трос горизонтальный), так и в конце (буксирный трос вертикальный).

Другие критерии (верхний и нижний пределы градиента усилия на руле по скорости и коэффициенту перегрузки) могут быть адаптированы с помощью хорды руля высоты, поэтому горизонтальная поверхность хвостового оперения не затрагивается напрямую.

В конце концов, ваш горизонтальный хвост будет настолько большим, насколько вы хотите, чтобы диапазон ЦТ был широким. Операторам нравятся широкие диапазоны ЦТ, поэтому небольшой штраф за аэродинамическое сопротивление из-за большей поверхности оперения может того стоить.

Профиль крыла

Кроме того, аэродинамические поверхности крыла с высоким тангажным моментом (представьте себе заднюю нагрузку, т.е. большой развал в задней части) потребуют большей площади хвостового оперения из-за большего смещения центра давления по скорости, но будут иметь меньшее лобовое сопротивление и большую максимальную подъемную силу. чем сопоставимые, старомодные аэродинамические поверхности (например, 4-значный диапазон NACA), поэтому крыло может быть меньше и иметь меньшее сопротивление, что легко компенсирует увеличенную поверхность хвостового оперения.

Не оптимизируйте каждую поверхность отдельно

Если ваше крыло уже имеет оптимизированное распределение подъемной силы, увеличение подъемной силы в той же плоскости Treffz испортит конечный результат. В конце концов, не имеет большого значения, в каком положении в продольном направлении создается подъемная сила, имеет значение только ее сумма. Следовательно, может быть лучше иметь как можно меньшую нагрузку на хвост в расчетной точке.

Если принять во внимание массу конструкции крыла, оптимальное распределение подъемной силы по размаху крыла изменится на более треугольную форму , и теперь может даже иметь смысл создать небольшую прижимную силу на хвосте, чтобы уменьшить угол сноса вниз в центре. раздел. Более легкое крыло потребует меньшей подъемной силы и поможет уменьшить сопротивление.

Подумайте об этом так: треугольное распределение подъемной силы создает более высокий угол нисходящего потока в хвостовой части, и любая прижимная сила там фактически будет направлена ​​немного вперед, создавая индуктивную тягу. По сути, это помогает выровнять поток вниз по размаху в плоскости Treffz крыла и хвостового оперения.