小白考虑的关于鸭式布局超音速升力中心后移问题

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/04/28 05:50:39
不慎发到海版了,后来被转到畅谈,这里重发一遍,不会被删除吧。。。。。

超音速飞行,导致升力中心后移,所以需要常规布局的飞机偏转很大角度进行配平
常规布局的平尾在最后,相对受迎面气流冲击较小,相对于鸭翼偏转同样的角度,受到阻力要小

鸭式布局飞机超音速飞行时候,同样升力中心后移(虽然三角翼情况好一点,但也会后移),我考虑有以下两种配平解决方案

1。超音速时候,升力中心和重心重合(或者相差很小很小),鸭翼水平,不用作配平(或者偏转的角度很小很小很小)
2。超音速时候,升力中心后移到重心后方,需要鸭翼作偏转,以作配平

上面两种方案,在亚音速巡航时候对应下面两种情况
1。升力中心靠前,需要鸭翼偏转配平

2。
a.升力中心和重心重合,不需要鸭翼配平
b.升力中心相对于重心靠前,但是靠前的量很小,鸭翼偏转的量很小

这样两种方案对应
三代机中的应对(非升力体设计)
方案1。鸭翼应该会较小,否则亚音速巡航,主翼升力中心复位(相对于超音速时候前移),鸭翼升力一起叠加,升力中心进一步前移,使得力矩减小,配平效率下降,鸭翼产生低头力矩的时候,阻力进一步增加。所以该方案下,鸭翼较小,并且靠前,这样可以在减小鸭翼面积以减小阻力和鸭翼升力的情况下,保持力矩。我个人设想为采用远距耦合的一个因素,典型代表时台风。

方案2。
也可能是远距耦合,但是鸭翼脱体窝增升效果不强
为增升,近距耦合,亚音速时候脱体窝使主翼升力加强,使鸭翼产生的升力对总体升力中心的影响会变小(前后翼升力都增加了,前翼升力增加对升力中心的影响就小)。有超音速回到亚音速状态,升力中心的前移受鸭翼升力的影响也小,因此升力中心的变化只取决于速度,如果升力中心和重心很近,则鸭翼需要配平很少,配平阻力也变小。我认为阵风是这种情况,原因是发动机都不给力,为增加载荷,只能近距耦合。
但由于亚音速时候,升力中心和重心靠近,静不安定度会不会较小?

个人认为,在发动机给力的情况下,台风(第一种情况)这种情况比较好,超音速阻力小并且超音速气动性能很好(因为水平飞行的时候,不需要鸭翼产生力矩配平,比平尾有优势),亚音速情况,由于鸭翼离开升力中心远,力矩足够,鸭翼为配平而做出的偏转很小,阻力不大,可以由发动机克服,毕竟亚音速配平时候的阻力远比超音速配平时候的阻力大。这也可以看作远距耦合的优势。
当然近距耦合的额外升力不可忽视,所以设计轰炸机的时候,是否可以考虑近距耦合布局以增加升力。
我认为10号不能单纯认为是近距耦合,因该是远距和近距的折衷。

当然以上都是反推,逻辑上肯定有问题,希望达人能够指出。不慎发到海版了,后来被转到畅谈,这里重发一遍,不会被删除吧。。。。。

超音速飞行,导致升力中心后移,所以需要常规布局的飞机偏转很大角度进行配平
常规布局的平尾在最后,相对受迎面气流冲击较小,相对于鸭翼偏转同样的角度,受到阻力要小

鸭式布局飞机超音速飞行时候,同样升力中心后移(虽然三角翼情况好一点,但也会后移),我考虑有以下两种配平解决方案

1。超音速时候,升力中心和重心重合(或者相差很小很小),鸭翼水平,不用作配平(或者偏转的角度很小很小很小)
2。超音速时候,升力中心后移到重心后方,需要鸭翼作偏转,以作配平

上面两种方案,在亚音速巡航时候对应下面两种情况
1。升力中心靠前,需要鸭翼偏转配平

2。
a.升力中心和重心重合,不需要鸭翼配平
b.升力中心相对于重心靠前,但是靠前的量很小,鸭翼偏转的量很小

这样两种方案对应
三代机中的应对(非升力体设计)
方案1。鸭翼应该会较小,否则亚音速巡航,主翼升力中心复位(相对于超音速时候前移),鸭翼升力一起叠加,升力中心进一步前移,使得力矩减小,配平效率下降,鸭翼产生低头力矩的时候,阻力进一步增加。所以该方案下,鸭翼较小,并且靠前,这样可以在减小鸭翼面积以减小阻力和鸭翼升力的情况下,保持力矩。我个人设想为采用远距耦合的一个因素,典型代表时台风。

方案2。
也可能是远距耦合,但是鸭翼脱体窝增升效果不强
为增升,近距耦合,亚音速时候脱体窝使主翼升力加强,使鸭翼产生的升力对总体升力中心的影响会变小(前后翼升力都增加了,前翼升力增加对升力中心的影响就小)。有超音速回到亚音速状态,升力中心的前移受鸭翼升力的影响也小,因此升力中心的变化只取决于速度,如果升力中心和重心很近,则鸭翼需要配平很少,配平阻力也变小。我认为阵风是这种情况,原因是发动机都不给力,为增加载荷,只能近距耦合。
但由于亚音速时候,升力中心和重心靠近,静不安定度会不会较小?

个人认为,在发动机给力的情况下,台风(第一种情况)这种情况比较好,超音速阻力小并且超音速气动性能很好(因为水平飞行的时候,不需要鸭翼产生力矩配平,比平尾有优势),亚音速情况,由于鸭翼离开升力中心远,力矩足够,鸭翼为配平而做出的偏转很小,阻力不大,可以由发动机克服,毕竟亚音速配平时候的阻力远比超音速配平时候的阻力大。这也可以看作远距耦合的优势。
当然近距耦合的额外升力不可忽视,所以设计轰炸机的时候,是否可以考虑近距耦合布局以增加升力。
我认为10号不能单纯认为是近距耦合,因该是远距和近距的折衷。

当然以上都是反推,逻辑上肯定有问题,希望达人能够指出。
偶是小白,先抛块砖头:
1.解决飞机超音速升力中心后移的问题,流行的也是有效的解决办法是设计时放宽JJ的静稳定度;
2.鸭式布局在放宽静稳定度的幅度方面比起常规布局是颇有不如;
3.在配平方面,鸭式布局的鸭翼由于离发动机喷口的距离较远,所以效果较好,但鸭翼的面积及翼展比起平尾不占优势,所以实际配平能力和平尾各擅胜场;
4.常规布局由于平尾和发动机喷口距离较近,加之现在大推重比的要求,发动机引起的飞机重心后移现象严重,为了有效配平,所以平尾垂尾也后移甚至像F-15、F-22那样凸出机体;
5.台风、阵风的鸭翼布置原则有所不同,台风的配平功用多一点,阵风的可能是追求和主翼有效耦合、增加飞机的最大升力系数的目的性更强。
尤瑞纳斯 发表于 2011-7-14 12:38
偶是小白,先抛块砖头:
1.解决飞机超音速升力中心后移的问题,流行的也是有效的解决办法是设计时放宽JJ的 ...
2。为什么鸭式布局放宽静稳定度不入常规布局?
3,4。重心一般保持不变,不会因为速度变化而发生太大的变化,平尾或者鸭翼离开重心越远,配平效果更好,由于重心一般靠机身后部,平尾不得不放的很后面,比如F22,而鸭翼在前面,所以力矩很大

我觉得最初设计F16的时候,应该没有特别考虑升力中心往前靠的问题,而只是简单将重心往后移动,F22走的也是这个路线,这样设计的时候,就职需要考虑升力中心位置,而静安定度可以后前后配重来实现


不损失升力和不增加阻力的最好方式是燃油系统自动调节重心。

四代机甚至可以考虑内挂武器挂架做小幅度前后移动。

不损失升力和不增加阻力的最好方式是燃油系统自动调节重心。

四代机甚至可以考虑内挂武器挂架做小幅度前后移动。
johnqh 发表于 2011-7-14 14:20
不损失升力和不增加阻力的最好方式是燃油系统自动调节重心。

四代机甚至可以考虑内挂武器挂架做小幅度前 ...
但是燃油系统自动调节的机械部件也是要重量的

用内置武器挂架移动就更不可能了,增加的机械部件不光增加重量,也浪费了蛋舱宝贵的空间
高人不露面,俺等菜鸟先瞎白胡一下:

以俺愚见,既然超音速时升力中心后移,那么此时距离平尾更近,配平力臂就更短,所以,理论上应该是鸭翼更有利(力臂变长,偏转幅度就不必很大)。

不过,据某些论文透露,为保持更佳的隐身性能,超巡时鸭翼基本不动(或动的范围很小),主要靠襟副翼配平。由于黑丝主翼的整个后缘的襟副翼都能参与,所以配平能力应该和常规布局类似吧。

aruaawai 发表于 2011-7-14 14:27
但是燃油系统自动调节的机械部件也是要重量的

用内置武器挂架移动就更不可能了,增加的机械部件不光增 ...


起个抛砖引玉的作用。

比如说弹仓是4.2米,蛋蛋是4米,就有可能做20厘米的移动。6个弹1.5吨重,20厘米的移动作用不小了。

当然如果弹仓也是4米就没辙了。但是如果以后发展新的蛋蛋才3.5米,则又有0.5米的空间。

当然重量是一个考虑。燃油系统本来就有油泵。应该只是加软件(当然也耗费电力)。挂架移动则需要新的机械系统。


aruaawai 发表于 2011-7-14 14:27
但是燃油系统自动调节的机械部件也是要重量的

用内置武器挂架移动就更不可能了,增加的机械部件不光增 ...


起个抛砖引玉的作用。

比如说弹仓是4.2米,蛋蛋是4米,就有可能做20厘米的移动。6个弹1.5吨重,20厘米的移动作用不小了。

当然如果弹仓也是4米就没辙了。但是如果以后发展新的蛋蛋才3.5米,则又有0.5米的空间。

当然重量是一个考虑。燃油系统本来就有油泵。应该只是加软件(当然也耗费电力)。挂架移动则需要新的机械系统。

aruaawai 发表于 2011-7-14 13:22
2。为什么鸭式布局放宽静稳定度不入常规布局?
3,4。重心一般保持不变,不会因为速度变化而发生太大的变 ...
1.为什么鸭式布局的放宽净稳定度不如常规布局,偶也是生吞活剥,您可参见方宝瑞的红宝书;
2.对于飞机的配平问题,您觉得应该是飞机的重心还是气动中心?
3.F-16在设计时,已经考虑升力中心往前靠的问题;
4.飞机(高速飞行时变成)静安定度个人认为不可以靠配重来解决,而是通过(电传)控制舵面;
5.偶是小白,抛过砖后,静候美玉光临。
纯技术贴。。我就不掺和了。。。。。。
近藕的鸭子不参与配平。
歼十飞机的几种配平关系
http://lt.cjdby.net/thread-966445-1-1.html
青之六 发表于 2011-7-14 17:38
近藕的鸭子不参与配平。
为什么呢?那阵风的鸭子纯粹就是个涡流发生器?小白求教
ertert 发表于 2011-7-14 22:08
歼十飞机的几种配平关系
http://lt.cjdby.net/thread-966445-1-1.html
高速飞行是指的的超音速飞行吗?为什么在超音速的时候,鸭翼和主翼的升力反而升高了?
不是应该下降吗?甚至鸭翼根本失去升力?
歼十?
歼十是可调鸭翼。
不明白这个含义吗?
产生的升力可调。。。
所以没有超音速升力中心后移的问题。。。
超音速升力中心后移的问题只限于不可调鸭翼。。。
升力中心后移的问题主要不在鸭式布局而在三角翼,换菱形翼就减轻了。