Вопрос о расположении хвостовой балки СЛА

Здравствуйте. Представлено два похожих самолёта. Eurofly Minifox и Huntair Pathfinder Mk1.
Вопрос: На что влияет расположение хвоста, какие плюсы и минусы у таких расположений и как решить какое расположение нужно выбрать?

Eurofly Minifox.jpg


Huntair Pathfinder Mk1.jpg
 
Балка сверху лучше на тянущей схеме. Балка снизу лучше для толкающей схемы, не ограничен диаметр винта
.
 
Здравствуйте. Представлено два похожих самолёта. Eurofly Minifox и Huntair Pathfinder Mk1.
Вопрос: На что влияет расположение хвоста, какие плюсы и минусы у таких расположений и как решить какое расположение нужно выбрать?

Посмотреть вложение 592233

Посмотреть вложение 592234
Ни на что не влияет.
Два самых главных требования, это обеспечить достаточный взлётно-посадочный угол и правильное взаимное расположение крыла и стабилизатора.
 
Плюсы обеих схем;
1. Комфорт для пилота из за отсутствия обдува лица. Выхлопные газы и другие жидкости с двигателя не попадают на пилота.
2. Сосредоточенность основных масс вблизи центра тяжести аппарата. Отсюда меньшие потери на балансировку. Меньше потребные площади хвостового оперения.
Минусы Minifox;
1. Значительное затенение винта крылом, пилотом и элементами конструкции. Отсюда большая потребная мощность двигателя.
2. Наличие пикирующего момента от тяги винта требующего дополнительной компенсации горизонтальным оперением.
3. Уязвимость элементов конструкции и систем управления в случае разрушения винта.
4. Большая уязвимость самого винта от камней летящих от носового колеса а также предметов могущих вылететь от небрежности пилота в плоскость винта.
5. Отсутствие визуального контроля за работой силовой установки.
6. В случае аварии кинетическая энергия массы силовой установки усугубляет последствия аварии для пилота. Пилот первым принимает на себя удар.
Минусы Pathfinder;
1. Затенение винта пилотом и элементами конструкции. Отсюда большая потребная мощность двигателя.
2. Ускорение потока под крылом отсосом винта уменьшает подъёмную силу крыла в площади охватываемой диаметром винта.
Все четыре пункта что и Minifox. 3 4 5 6.
7. Невозможность применить винт большого диаметра по сравнению с другими конструкциями.
 
Плюсы обеих схем:
2. Сосредоточенность основных масс вблизи центра тяжести аппарата. Отсюда меньшие потери на балансировку. Меньше потребные площади хвостового оперения.
Площадь оперения и потери на балансировку вообще не связаны с расположением двигателя!
Минусы Minifox;
2. Наличие пикирующего момента от тяги винта требующего дополнительной компенсации горизонтальным оперением.
Не на столько уж этот момент велик, чтобы быть сколь нибудь заметным.
5. Отсутствие визуального контроля за работой силовой установки.
За чем там следить визуально?
 
В данном случае связаны. Масса двигателя в общей массе аппарата имеет значительное место. Чем дальше от центра тяжести вы расположите значительные массы тем большую инерцию они будут иметь. При полёте в неспокойной атмосфере их придётся чем то компенсировать.

Велик момент или нет зависит от плеча между вектором тяги и центром тяжести аппарата. Помножьте вектор на плечо и получите этот момент. А от того где этот вектор проходит, сверху или с низу от ЦТ, будет возникать либо кабрирующий либо пикирующий момент.

В самодеятельной авиации, к которой себя относят все здесь собравшиеся нельзя со стопроцентной вероятностью утверждать о надежности летательного аппарата. Поэтому любая течь масла, топлива, либо охлаждающей жидкости, вполне возможна. Двигатель является источником повышенной вибрации. Нередки случаи откручивания тех или иных болтов, гаек, хомутов и т. д. Вовремя обнаруженное нарушение визуально, может предотвратить авиационный инцидент либо катастрофу.

Я озвучил своё видение на вопросы заданные автором темы. Кто не согласен может и дальше вступать в полемику. Продолжать её не буду. Очень не люблю кому то что то доказывать. Топик стартер услышит мой ответ и задумается. Возможно для себя сделает какие то выводы и примет правильное решение в своих поставленных задачах.
 
Насколько я понимаю, эти схемы отличаются в первую очередь высотой расположения винта.

Преимущества более высокого расположения:
1) Винт благоприятнее интерферирует с крылом, не создавая в районе центроплана "обратную циркуляцию";
2) Положение оси винта ближе к центру давления, что позволяет уменьшить расход рулей при переходе от моторного полёта к планированию;
3) Меньше шансов поймать винтом камень.

Преимущества более низкого:
1) Диск винта меньше затеняется закрылками (если они есть);
2) Положение оси винта ближе к ЦТ, что уменьшает пикирующий/кабрирующий момент при изменении тяги;
3) Определённая свобода при выборе положения ВМГ вдоль продольной оси. Можно целиком разместить винт под крылом и сделать компактную и жёсткую конструкцию с малым продольным моментом инерции, а можно вынести дальше назад и минимизировать затенение винта;
4) Более низкий ЦТ;
5) При жёсткой посадке траектория двигателя более предсказуемая: он находится практически на оси первичного замедляющего усилия и пытается смять жёсткую тележку, а не ломает кабан.

Поскольку от камней можно защититься щитками, а более низкий ЦТ, кроме уменьшения вероятности капотирования, способен снизить балансировочное сопротивление* - ИМХО схема "нижний винт, верхняя балка" почти вчистую выигрывает у альтернативной. Если только не предполагается строить гидроплан!

* - у высокоплана сила тяжести участвует в балансировке; паралёту как "предельному высокоплану" оперение вообще не нужно.
 
Последнее редактирование:
В данном случае связаны. Масса двигателя в общей массе аппарата имеет значительное место. Чем дальше от центра тяжести вы расположите значительные массы тем большую инерцию они будут иметь. При полёте в неспокойной атмосфере их придётся чем то компенсировать.
Те массы, которые расположены тем дальше от центра тяжести, с обратнойстороны стороны от этого самого центра тяжести имеют агрегаты их уравновешивающие и поэтому при полёта в неспокойной атмосфере никакой дополнительной компенсации не требуется.
Велик момент или нет зависит от плеча между вектором тяги и центром тяжести аппарата.
Не центром тяжести, а центром давления.
И плечо это при прохождении вектора тяги в районе крыла имеет очень незначительное плечо, которое для такого маленького самолётика требует не более 2-3 дополнительных кг на оперении.
В самодеятельной авиации, к которой себя относят все здесь собравшиеся нельзя со стопроцентной вероятностью утверждать о надежности летательного аппарата. Поэтому любая течь масла, топлива, либо охлаждающей жидкости, вполне возможна.
При этом чаще всего двигатели располагаемые спереди, капотируются и если из них что-то течёт, то этого всё равно не видно...
Кто не согласен может и дальше вступать в полемику.
Может.
Продолжать её не буду.
И это правильно.
 
Поправлюсь насчёт "верхняя балка вчистую выигрывает". Большинство ультралайтов-пушеров таки выполнены с нижней балкой. Диаметр винта решает. Особенно изощряться приходится в случае более тяжёлых машин. Хорошая иллюстрация проблемы - двухместный CFM Strike. При том, что это парасоль и диаметр винта у него 1,32 м - и при том, что он довольно скоростной и на крейсере ему большой винт не очень нужен - всё же некоторые ставят 4-лопастный!

s-l1600.jpg


Но если хватает диаметра 1,2 м - см. выше аргументы в пользу верхней балки.
 
Назад
Вверх