航空航天工程学杂志

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国际标准期刊号: 2168-9792

抽象的

无尾飞机:概述

斯里坎特·努塔纳帕蒂

除了主翼外,它没有尾部组件和任何其他水平表面。主翼在俯仰和横滚方面都具有空气动力学控制和稳定功能。不过,无尾设计可能会配备方向舵和垂直尾翼(垂直安定面)。类似于霍顿 H.IV 滑翔机的低寄生阻力和类似于诺斯罗普 B-2 精神轰炸机的强大隐身品质,是无尾结构的理论上的优势。无尾三角洲已被证明是最成功的无尾布局,特别是对于战斗机而言,尽管协和客机是最知名的无尾三角洲。

传统的固定翼飞机上存在与主翼分离的水平安定面。由于表面积更大,阻力更大,这就需要更强大的发动机,尤其是在高速时。如果可以使用另一种方法获得纵向(俯仰)稳定性和控制(见下文),则可以删除稳定器并降低阻力。无尾飞机上没有单独的水平安定面。结果,传统机翼的空气动力学中心将位于飞机重心之前,导致俯仰不稳定。为了将空气动力中心向后移动并使飞机保持稳定,必须采用另一种机制。设计者可以通过两种方式之一来实现这一点。

后掠翼后缘,无论是后掠翼还是三角翼,并降低外翼部分的迎角,使外翼能够充当传统的水平尾翼安定面。当沿着外部部件的长度分阶段进行时,就会发生尖端冲刷。邓恩通过将机翼的上表面弯曲成圆锥形来实现这一点。

这会影响机翼的整体效率,但对于许多设计 - 特别是高速设计 - 与传统稳定器相比,阻力、重量和成本的节省超过了这一点。宽翼展也限制了机动性,这就是英国陆军拒绝邓恩设计的原因。

 

 

低或零俯仰力矩翼型(如霍顿系列滑翔机和战斗机中所见)提供了一种替代方案。它们具有独特的翼段,在背面或整个机翼上具有反射或反向弯度。机翼较平坦的一侧位于顶部,而陡峭弯曲的一侧位于底部,导致前部的迎角较高。

将大型升降舵安装到标准翼型上并向上大幅修整它们可以近似反射弯度;重心也必须从正常位置向前移动。由于伯努利效应,反射弯度往往会产生微小的下推力,因此增加机翼的迎角以进行补偿。这反过来又增加了阻力。

与后掠翼和冲刷不同,这种方法允许更大范围的机翼平面形状,包括直翼和甚至圆形 (Arup) 机翼。然而,与大迎角相关的阻力通常被认为是低效的,只有少数生产类型使用了它,例如 Fauvel 和 Marske Aircraft 系列滑翔机。

一个更简单的选择,如滑翔伞,是通过将飞机的主要重量放置在机翼下方较远的距离来克服不稳定性,其中重力倾向于使飞机保持水平姿态,从而抵消任何空气动力学不稳定性。然而,实际上,这本身不足以确保稳定性。

罗加洛翼悬挂式滑翔机是一个典型的例子,因为它使用与邓恩相同的后掠角、冲刷和锥形表面。稳定也可以通过人工手段来实现。稳定性和机动性是相互排斥的。为了获得最大的机动性,需要低水平的稳定性。从空气动力学角度来看,某些现代高科技战斗机是不稳定的。

 

 

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