Precisa adicionar força descendente do elevador ao levantamento total ao dimensionar a área da asa?

Não.

Primeiro, sua cauda horizontal precisará de alguma margem de controle. Um estado aparado onde voa perto de c$ _ {l_ {min}} $ é um erro grave de design. Em seguida, sua cauda horizontal vê o mesmo ângulo de ataque mudar que a asa, reduzido pela lavagem a jusante. Isso significa que a força descendente mais forte é cortada em vôo rápido, quando o ângulo de ataque é pequeno. Voe mais devagar e o ângulo de ataque não se eleva apenas na asa, mas também na cauda. As chances são de que sua cauda produz sustentação positiva em voo lento.

As abas mudarão ligeiramente esta imagem. Para ajustar as abas, será necessário que você redefina a aeronave, porque agora o centro do elevador da asa se moveu ligeiramente para trás, para que a carga na cauda se torne mais negativa.

Curiosidade: Se você possui um aerofólio simétrico de asa, a carga da cauda cortada será constante sobre todo o envelope. Para obter a melhor potência de controle, essa carga traseira deve idealmente ser zero.

Agora, para a asa em tandem: você assume que agora as duas superfícies criam elevação, portanto o arrasto geral deve ser menor. Mas adicionar área na cauda reduzirá a área necessária da asa. Dado que a forma da forma de planta permanece constante, menos área significa menos espaço entre as asas. No entanto, o arrasto induzido é proporcional ao extensão de carga, e um período menor significará mais arrasto induzido. Portanto, um design convencional com uma cauda descarregada de tamanho mínimo terá o menor arrasto.

Sua descrição se aplicaria a uma situação em que temos um estabilizador horizontal em movimento (mais simples de considerar do que a caixa do elevador) com um aerofólio igual ao da asa, mas de cabeça para baixo, voando em um ângulo de ataque negativo (descendente) isso é exatamente igual e oposto ao ângulo de ataque positivo (edificante) da asa. Na prática, você nunca teria um estabilizador horizontal voando nesse ângulo de ataque negativo forte e criando tanta força descendente. Mas sim, se o CG estivesse tão adiantado que essa força descendente fosse necessária para o equilíbrio, a situação seria como você descreve, e isso definitivamente acrescentaria muito ao levantamento total que a asa teria que gerar.

Portanto, a resposta básica para sua pergunta é "sim", mas você escolheu um caso muito extremo de uma cauda descendente para sua ilustração. Na prática, pode ser demonstrado que uma configuração com uma cauda levemente descendente é geralmente mais eficiente do que uma configuração com uma cauda fortemente erguida.