关于常规布局战斗机水平尾翼负升力。

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/30 21:11:01
传统上常规布局飞机为了飞机的安全可控让重心在气动中心之前,而飞机的气动中心通常在升力中心之前,也就是所谓的静稳定飞机,这让以前的常规布局飞机的水平尾翼通常提供负升力。

但是,在进入三代机时代,随着电传操纵系统的应用,常规布局飞机采用了静不稳定设计,也就是重心在全机的气动中心之后,这个时候到底水平尾翼提供什么样的力?是负升力还是正升力?要回答这个问题就得看重心和升力中心的关系,如果中心位于气动中心之后但是在机翼升力中心之前,水平尾翼仍然提供负升力,如果重心在机翼的升力中心之后,那么水平尾翼就要提供正升力。所以并不是静不稳定水平尾翼就一定是负升力或者正升力,而是与重心距离气动中心和升力中心的距离有关,也就是与放宽的静稳定程度有关,换句话说也就是静不稳定幅度大不大。

我们知道,三代机F16和F18CD都采用了静不稳定设计,但是早期的静不稳定设计幅度不大,水平尾翼提供的升力即便是正值也不会很大,而当在起飞降落放下襟翼时,由于襟翼带来的低头力矩,水平尾翼就要考虑提供负升力,这样就减少了放下襟翼带来的增升效果;而如果静不稳定度够大,放下襟翼后的低头力矩可以靠一定迎角下的静不稳定带来的抬头力矩平衡,甚至是抬头力矩够大还得让水平尾翼提供正升力,那么这个时候全机的升力就非常可观,因为常规布局可以设置面积较大的襟翼,而且襟翼距离飞机重心近,增升效果更明显。

这方面概念不是很好理解,就贴点F18EF的图,看看F18EF在放下面积很大的襟翼时水平尾翼的情况。传统上常规布局飞机为了飞机的安全可控让重心在气动中心之前,而飞机的气动中心通常在升力中心之前,也就是所谓的静稳定飞机,这让以前的常规布局飞机的水平尾翼通常提供负升力。

但是,在进入三代机时代,随着电传操纵系统的应用,常规布局飞机采用了静不稳定设计,也就是重心在全机的气动中心之后,这个时候到底水平尾翼提供什么样的力?是负升力还是正升力?要回答这个问题就得看重心和升力中心的关系,如果中心位于气动中心之后但是在机翼升力中心之前,水平尾翼仍然提供负升力,如果重心在机翼的升力中心之后,那么水平尾翼就要提供正升力。所以并不是静不稳定水平尾翼就一定是负升力或者正升力,而是与重心距离气动中心和升力中心的距离有关,也就是与放宽的静稳定程度有关,换句话说也就是静不稳定幅度大不大。

我们知道,三代机F16和F18CD都采用了静不稳定设计,但是早期的静不稳定设计幅度不大,水平尾翼提供的升力即便是正值也不会很大,而当在起飞降落放下襟翼时,由于襟翼带来的低头力矩,水平尾翼就要考虑提供负升力,这样就减少了放下襟翼带来的增升效果;而如果静不稳定度够大,放下襟翼后的低头力矩可以靠一定迎角下的静不稳定带来的抬头力矩平衡,甚至是抬头力矩够大还得让水平尾翼提供正升力,那么这个时候全机的升力就非常可观,因为常规布局可以设置面积较大的襟翼,而且襟翼距离飞机重心近,增升效果更明显。

这方面概念不是很好理解,就贴点F18EF的图,看看F18EF在放下面积很大的襟翼时水平尾翼的情况。


请看看F-35:肯定负升力





















请看看F-35:肯定负升力



















常规布局搞静不稳本来就是为了增升增敏
话说tsq你不如讲讲鸭翼对升心的可控性
顶科普
我觉得鸭翼相对于平尾这块的优势还是在四代超巡
话说tsq你不如讲讲鸭翼对升心的可控性
升力中心随着迎角在变化,气动中心通常不变。

升力中心、气动中心这些概念讲明白不容易,我以前有个帖子,已经讲得比较细了,这里就不说了。

oaki911 发表于 2015-11-12 09:45
请看看F-35:肯定负升力

你发的图并不能证明F35C起降阶段负升力,离地瞬间压平尾提供抬前轮和负升力不是一回事。
四代机主翼后缘前掠造成襟翼靠后,襟翼增升低头力矩会比F18EF的大,所以F35C在起降时可能需要平尾负升力以平衡低头力矩。F18EF不考虑隐身更多为上舰优化的主翼显然更有利于上舰。

另外F35C的起降迎角也大于F18EF。
oaki911 发表于 2015-11-12 09:45
请看看F-35:肯定负升力

你发的图并不能证明F35C起降阶段负升力,离地瞬间压平尾提供抬前轮和负升力不是一回事。
四代机主翼后缘前掠造成襟翼靠后,襟翼增升低头力矩会比F18EF的大,所以F35C在起降时可能需要平尾负升力以平衡低头力矩。F18EF不考虑隐身更多为上舰优化的主翼显然更有利于上舰。

另外F35C的起降迎角也大于F18EF。
顶科普
我觉得鸭翼相对于平尾这块的优势还是在四代超巡
高速性能如何看的是主翼而不是看翼面布局,不论是常规布局还是鸭式布局,如果采用静不稳定设计,升力中心在中心前面,超声速飞行时,升力中心后移更靠近重心,抬头力矩减小,平尾或鸭翼的配平阻力也就减小,都更有利于高速。相反,静稳定设计的飞机速度越快配平阻力越大,参考本论坛前两天发的有关米格-25超声速飞行时平尾偏转的提问帖。

zgykk 发表于 2015-11-12 10:01
你发的图并不能证明F35C起降阶段负升力,离地瞬间压平尾提供抬前轮和负升力不是一回事。
四代机主翼后缘 ...


绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。




zgykk 发表于 2015-11-12 10:01
你发的图并不能证明F35C起降阶段负升力,离地瞬间压平尾提供抬前轮和负升力不是一回事。
四代机主翼后缘 ...


绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。



以前一直觉得F18不好看,现在越看越喜欢

oaki911 发表于 2015-11-12 10:11
绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。


你发的图2平尾就未必是负升力。

看平尾是否负升力要看平尾的当地迎角而不是相对机身。
oaki911 发表于 2015-11-12 10:11
绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。


你发的图2平尾就未必是负升力。

看平尾是否负升力要看平尾的当地迎角而不是相对机身。
顶楼主,爪机无力  回家看图
oaki911 发表于 2015-11-12 10:11
绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。
你要区分清楚飞机所处的状态。
就你下面的F-18E/F,是属于在弹射器滑跑要保证飞机离开甲板后立刻有一个抬头力矩才让水平尾翼下偏的。鸭式布局的阵风同样如此,注意看下图中阵风在弹射前让升降副翼上偏,提供抬头力矩。

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另外很多人看鸭式布局只盯着鸭翼,其实鸭式布局的升降副翼是和鸭翼一同工作来提供俯仰控制的,因为鸭翼面积通常不大(要减少平飞时对机翼的不利影响)且距离重心距离小,不能只靠鸭翼来提供俯仰操纵,而升降副翼提供俯仰操纵后,作为机翼重要的增升用的升降副翼(也被称为襟副翼)的偏转角度就不能他打,要留下操纵余地,这样其增升效果就不如常规布局的襟翼,而且很多时候其面积也比常规布局的襟翼面积小,尤其对于舰载机更是如此。简单比较F-18CD和阵风M,基本也能看出F-18CD的襟翼面积要比阵风大。

F-35C的机翼和水平尾翼靠的很近,比较难以找到一个合适的图,但是还是有几张图能够反映出其在降落时的情况,看下面图正要钩挂拦阻索和已经挂上拦阻索,但起落架轮胎还没有接触上甲板,这个时候能够准确反映F-35C是怎么近进的。
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负升力不是说一直负升力,而是需要抬头的时候就要产生负升力把机尾压下去,总的升力就减少了,主翼的翼载就高了,就会失速了
而鸭式需要抬头的时候,只要鸭翼偏转多产生一些升力就行了。

宋总论文中还说过:大迎角下要抑制机头过度上仰的时候,鸭翼只要减少产生升力就行了,而尾翼却要产生更大的升力托起机尾,更容易失速,所以他是很鄙视常规布局的超级虫的大迎角性能的。
那b2是怎么回事?
oaki911 发表于 2015-11-12 10:11
绝对负升力!否则同样F-18E/F也不能说明什么问题。
第二张图好漂亮,有高清的没?
静稳定的常规布局也可以是正升力配平。另外,上面的图不能说明是正升力还是负升力,因为大多是起飞降落的图,此时可能处于动态过程,并不一定配平。而且,飞机迎角多大也不知道,不能判断尾翼迎角。况且受下洗作用,小的正迎角也可能是负升力。

TSQ 发表于 2015-11-12 09:57
升力中心随着迎角在变化,气动中心通常不变。

升力中心、气动中心这些概念讲明白不容易,我以前有个帖 ...


请问,引入矢量发动机以后,升力中心是不是可以随时改变?
TSQ 发表于 2015-11-12 09:57
升力中心随着迎角在变化,气动中心通常不变。

升力中心、气动中心这些概念讲明白不容易,我以前有个帖 ...


请问,引入矢量发动机以后,升力中心是不是可以随时改变?
deepsix 发表于 2015-11-12 11:27
请问,引入矢量发动机以后,升力中心是不是可以随时改变?
如果你把矢量推力的力也算作升力的话,可以说升力中心是可以变化的。
TSQ 发表于 2015-11-12 11:30
如果你把矢量推力的力也算作升力的话,可以说升力中心是可以变化的。
那么飞机焦点可以变化吗?
qingfengrumu 发表于 2015-11-12 11:24
静稳定的常规布局也可以是正升力配平。另外,上面的图不能说明是正升力还是负升力,因为大多是起飞降落的图 ...
是的,静稳定常规布局水平尾翼也可以正升力配平,不过这样设计比较少见,因为那样水平尾翼的相对面积通常要大一些,不过一般不太选择这种设计。

上面顶楼还有其它楼层的图都是起降的图,原因来自于另外一个帖子(见下面链接),该帖子认为常规布局上舰水平尾翼就是负升力,不如鸭式布局上舰好。准确来说这个帖子的标题应该是常规布局起降时水平尾翼是否负升力。
http://lt.cjdby.net/thread-2100369-1-1.html
scut_m 发表于 2015-11-12 10:51
负升力不是说一直负升力,而是需要抬头的时候就要产生负升力把机尾压下去,总的升力就减少了,主翼的翼载就 ...
不要随意延伸宋老的意思,宋老论文中没有任何鄙视超级虫的字眼。
deepsix 发表于 2015-11-12 11:35
那么飞机焦点可以变化吗?
飞机焦点也会变化,其中一个重要的变化是亚音速到超音速的气动中心(焦点)后移。
另外变后掠翼气动布局会由于机翼改变后掠角让气动中心(焦点)变化。
TSQ 发表于 2015-11-12 11:41
飞机焦点也会变化,其中一个重要的变化是亚音速到超音速的气动中心(焦点)后移。
另外变后掠翼气动布局 ...
那么矢量会不会影响焦点的变化?会不会让飞机一会儿是静稳定一会是静不稳定?
deepsix 发表于 2015-11-12 11:45
那么矢量会不会影响焦点的变化?会不会让飞机一会儿是静稳定一会是静不稳定?
矢量推力和气动焦点是两回事,气动焦点是针对气动设计来谈的,主要由机翼、尾翼/鸭翼、机身设计来决定;矢量推力是一种操纵力,可以认为和气动焦点没有关系。
第二张图好漂亮,有高清的没?
我给您找找。
负升力不是说一直负升力,而是需要抬头的时候就要产生负升力把机尾压下去,总的升力就减少了,主翼的翼载就 ...
你这么说宋总知道吗?
你要区分清楚飞机所处的状态。
就你下面的F-18E/F,是属于在弹射器滑跑要保证飞机离开甲板后立刻有一个 ...
阵风那是水平不够,歼20起降也很少上偏副翼。
TSQ 发表于 2015-11-12 11:36
是的,静稳定常规布局水平尾翼也可以正升力配平,不过这样设计比较少见,因为那样水平尾翼的相对面积通常 ...

我只知道有一些滑翔机喜欢用正升力平尾,其它的没听说过。
对于静不定常规飞机,应该说在抬头的时候,需要尾翼卸载或者产生负升力,建立抬头姿态,一旦建立姿态,要保持姿态的时候,还需要平尾产生低头力矩。我说的是亚音速的时候
襟翼放下去后整个平尾都处在下洗流中, 到底是正升力还是负升力很难说.

oaki911 发表于 2015-11-12 12:01
阵风那是水平不够,歼20起降也很少上偏副翼。


你这话说的,阵风不管如何是款成功的鸭式布局舰载战斗机,怎么还能够说水平不够。

对于起飞时是否让升降副翼上偏,是根据需要的抬头力矩来的,弹射起飞的飞机都让操纵面在弹射时有个偏转让飞机离开甲板后能够建立一个迎角,来确保飞机安全,你前面那张F-18E/F弹射时让水平尾翼下偏产生抬头力矩就是为了这个,阵风M的升降副翼上偏也是为了这个,就是J-20以后上舰了,恐怕也得这么做。

你还是没有真正理解飞机在不同时刻时的状态是什么意思,把弹射时水平尾翼提供抬头力矩等同于平飞时提供负升力,这不是一回事。




oaki911 发表于 2015-11-12 12:01
阵风那是水平不够,歼20起降也很少上偏副翼。


你这话说的,阵风不管如何是款成功的鸭式布局舰载战斗机,怎么还能够说水平不够。

对于起飞时是否让升降副翼上偏,是根据需要的抬头力矩来的,弹射起飞的飞机都让操纵面在弹射时有个偏转让飞机离开甲板后能够建立一个迎角,来确保飞机安全,你前面那张F-18E/F弹射时让水平尾翼下偏产生抬头力矩就是为了这个,阵风M的升降副翼上偏也是为了这个,就是J-20以后上舰了,恐怕也得这么做。

你还是没有真正理解飞机在不同时刻时的状态是什么意思,把弹射时水平尾翼提供抬头力矩等同于平飞时提供负升力,这不是一回事。



oaki911 发表于 2015-11-12 09:45
请看看F-35:肯定负升力
降落的时候还是正升力的,你第一张图已经着舰,下一秒钟尾翼会大角度下偏充当减速版的作用。第二张图就能看出平尾相对海平面还是上偏的,而且此时飞机处于下滑路径上,平尾相对这个飞行路径更是上偏的,妥妥的正升力~
scut_m 发表于 2015-11-12 10:51
负升力不是说一直负升力,而是需要抬头的时候就要产生负升力把机尾压下去,总的升力就减少了,主翼的翼载就 ...
其实这段话很暴露水平的,常规布局让迎角降低不是靠升力变化而是靠增加阻力,宋老连这个都不明白。
这帖子真的很好,特别是很多的图片,改变了我一些飞机气动布局的看法。
这帖子真的很好,特别是很多的图片,改变了我一些飞机气动布局的看法。

请问楼主, 以常识来推论,平尾使用对称翼型无非是:1 , 平尾零升力,或 2, 负升力微不足道。

如果静稳定常规布局尾舵是负升力,因为反半称翼型阻力小, 为什么平尾没有使用反半对称翼型呢?

反半对称翼型.jpg
请问楼主, 以常识来推论,平尾使用对称翼型无非是:1 , 平尾零升力,或 2, 负升力微不足道。

如果静稳 ...
我没有去查过资料,也没有细究过这个事情,所以我无法回答你的问题。
建议你去查资料或者到别的论坛去问问。
TSQ 发表于 2015-11-12 11:48
矢量推力和气动焦点是两回事,气动焦点是针对气动设计来谈的,主要由机翼、尾翼/鸭翼、机身设计来决定; ...
那么如果把矢量的升力和飞机的重力综合考虑,是否可以认为矢量能够改变飞机的重心?
那么如果把矢量的升力和飞机的重力综合考虑,是否可以认为矢量能够改变飞机的重心?
你不是在开玩笑吧?!
中学物理都学过,重心与物体质量和地球引力有关,怎么可能矢量推力就能改变重心?
scut_m 发表于 2015-11-12 10:51
负升力不是说一直负升力,而是需要抬头的时候就要产生负升力把机尾压下去,总的升力就减少了,主翼的翼载就 ...


F- 35在50度可控大抑角飞行时,平尾好象没有压下去吧?

如您所言,老宋不就是瞎扯了吗?

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