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1、尾翼布局 尾翼和操纵面的气动设计需要达到的目标是使飞机具有良好的稳定性和操控性。(1)水平尾翼尾容量 水平尾翼作用满足飞行的纵向稳定性,需要考虑的因素为尾容量、平尾位置和气动特性。尾容量的定义为平尾面积和尾壁的乘积与机翼面积和平均气动弦长的乘积之比。lH是平尾 1/4 平均气动弦长点到机翼 1/4 平均气动弦长点的距离,SH是平尾的外露面积,对于发动机安装在机翼上的飞机,尾翼力臂约为机身长度的50%55%。我们取尾力臂为 18m,平尾外露面积 34 平方米,则尾容量为:18 340.9174.17 160HHHAl SVc S(2)平尾位置 平尾相对机身和垂尾的高度位置对平尾的效率有很大的影响
2、,应避开强洗流区,减小平尾处下洗和速度阻滞的影响,一般客机可以将平尾抬高。本型号按正常式布局。(3)平尾的气动特性 平尾的几何参数选取同机翼一样,而一般情况下,平尾的相对厚度通常比机翼小 10%,在 5%左右,但通常同尾翼的后掠角一起选择,可以参考下图。通常要求其高于机翼临界马赫数,超过量 Ma=,采用对称翼型,小于机翼的展弦比,一般高亚声速的民用客机在 3 到 5 之间。稍根比对平尾的气动效率影响很小,一般取中等 1/2 到 1/3。本型号平尾展长,展弦比 5,梢根比,1/4 弦长后掠角 30。升降舵面积。图 9 平尾示意图 (4)垂直尾翼尾容量 垂尾的作用是满足飞机航向稳定性要求,同水平尾
3、翼一样,需要考虑尾容量、所在位置和气动特性。尾容量的定义为垂尾面积和尾臂的乘积与机翼面积和平均气动弦长的乘积之比。本型号取尾力臂,外露面积平方米,则尾容量:17.5 23.20.6094.17 160VVVAl SVc S (5)垂尾位置 垂尾和平尾的相对位置对垂尾的效率有很大的影响,机身和平尾都对垂尾产生端板效应,平尾越靠近垂尾顶端,端板效应越强烈。(6)垂尾的气动特性 垂尾的相对厚度约为 12%,在初步设计阶段,可根据下图同后掠角一同设计。对于亚声速尾翼后掠角应大于机翼后掠角,以免压缩性过早出现,对于平尾布局在垂尾顶部的 T 型布局,增大后掠角可以增大两尾翼的尾力臂。垂尾的展弦比不能完全由
4、几何尺寸估计气动特性,受到位置的影响,随着机身直径的减小,平尾的端板效应增大,垂尾的有效展弦比越大。一般涡扇干线飞机的尾翼展弦比在到2 之间,后掠角在 33到 55之间,选取展弦比和 45的后掠角。本型号取展弦比,1/4 弦长后掠角 35,梢根比,高度 6m。方向舵面积,弦长,展长,最大偏角23 图 10 垂尾示意图 表 6 机翼尾翼设计参数 机翼 前缘增升 后缘增升 翼梢小翼安装角 翼梢小翼高度 升降舵面积 Se 三位置缝翼 三缝襟翼 15 平尾 外露面积SH 尾力臂lH 展长 bH 展弦比 AH 梢根比H 1/4 弦长后掠H 34m2 18m 5 30 垂尾 外露面积SV 尾力臂lV 高度 bV 展弦比 AV 梢根比V 1/4 弦长后掠V 6m 35 副翼 面积 Sa 展长 ba 弦长 ca 最大上偏amax 最大下偏amin 8m2 23 18 方向舵 面积 Sr 展长 br 弦长 cr 最大右偏rmax 最大左偏rmin 23 23