Por que uma variante elástica precisaria de um estabilizador horizontal maior?

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Atualizar e aceitar o motivo

A razão para perguntar por que ao invés de por que é que eu não estava ciente de nenhum trecho [de jato] anterior exigindo um estabilizador horizontal maior. Por exemplo, todos os DC-8, do mais curto ao mais longo (quase o mesmo trecho do 787-10), mantiveram o estabilizador horizontal por completo:


( Great Airliners ) Clique para ver.

Mas, finalmente, lembrei-me de uma situação em que isso aconteceu, o 737 Classic e o A razão dada é a "flexibilidade de carregamento anterior e posterior", em outras palavras, o intervalo cg, e é por isso que estou aceitando a resposta do @jwzumwalt.

Com o trecho 787-10, Vedad Mahmulyin (engenheiro da Boeing) economizou milhões para a empresa ao implementar uma solução de software que anulou a necessidade de ampliar o estabilizador horizontal. *

Quando um avião é encolhido, esse é geralmente o caso devido ao braço do momento reduzido. Quando ele é esticado, o volume da cauda é retido se eu compreender este comentário sobre o trecho DC-10 / MD-11 corretamente:

Isn't the tail of the MD-11 smaller because it has a longer lever arm? The tail volume of both aircraft should be quite the same. Also, any FCS cannot help to trim the aircraft over a wide range of cg positions, and it is this trim range which drives tail surface volume. @PeterKämpf

  • Por que uma variante de alongamento precisa de um estabilizador horizontal maior?

De uma entrevista com Mahmulyin:

Mahmulyin figured out he could use software to tell the wings and the stabilizers how to fly together, "As opposed to having to produce all new horizontal and vertical stabilizers," he said.

  • O que significa "voar juntos"? (Esta é uma pergunta opcional e não envolve informações proprietárias.)

* Flight International (27 Mar 2018) confirma a questão do tamanho do estabilizador horizontal:

Software again proved useful with the sizing of the horizontal tails. As a stretch of the 787-9, textbook aircraft design would suggest the 787-10 would need larger horizontal stabilisers, offsetting the effect of the longer fuselage on pitch control. Instead, Boeing engineer Vedad Mahmulyin used software to increase the effectiveness of the existing stabilisers. Boeing gave Mahmulyin an internal engineering award for solving the problem.

    
por ymb1 03.04.2018 / 08:21

3 respostas

  1. A razão principal é provavelmente porque uma cauda maior aumenta o intervalo de CG . Não faz sentido esticar uma aeronave sem aumentar o alcance do CG. calculando o volume da cauda
  2. Freqüentemente, a punhalada horz é usada para a capacidade extra de combustível necessária para modelos de estiramento (por exemplo, MD11 e B747 ). "... o tanque de combustível de cauda fornecerá alcance adicional e melhorará o desempenho da aeronave"
  3. Parte do trecho é para a frente do CG (e asas) e, portanto, neutralizar a eficácia das caudas. (os aviões flutuantes sofrem frequentemente o mesmo problema de armação adversa do tempo e, por isso, é adicionada uma superfície vertical extra por baixo da fuslagem.)
  4. O trecho terá maior peso bruto e as superfícies da cauda tem que superar maior inércia. Por @DeltaLima momento de inércia matemática mostrada abaixo.
03.04.2018 / 09:02

Quando a fuselagem é esticada, o braço do estabilizador horizontal é aumentado e, portanto, sua eficácia aumenta linearmente com o comprimento da fuselagem.

No entanto, como a massa é distribuída mais longe do centro de gravidade, o momento de inércia aumenta também.

Se a fuselagem fosse modelada como uma barra uniforme, o momento de inércia no tom seria $ \ frac {1} {12} mL ^ 2 $, com massa $ m $ e comprimento $ L $.

fonte: hyperphysics.phy-astr.gsu.edu

Você vê que o momento de inércia aumenta com o quadrado do comprimento da fuselagem, enquanto a eficiência do elevador aumenta linearmente com o comprimento da fuselagem. O resultado líquido é que a resposta de inclinação de uma fuselagem mais longa com o mesmo estabilizador / elevador horizontal é reduzida.

Além da mudança de inércia, as aeronaves mais pesadas precisam de flaps mais potentes (slot duplo vs slot único antes), o que causa uma mudança maior no momento da afinação.

Portanto, uma aeronave esticada precisa de um elevador mais eficiente.

Quanto ao significado de "voar juntos", presumo que isso signifique que a solução de software para o 787-10 controla o momento de afinação da aeronave não apenas alterando o ângulo do elevador, mas também usando superfícies de controle na asa.

    
03.04.2018 / 09:11

Uma variante elástica não precisa de uma cauda maior, devido ao aumento do braço. Se você quiser mexer com o CG ou o que for que seja independente de um trecho. O contra-exemplo clássico é o 747SP, uma variante mais curta com uma cauda gigantesca, devido ao braço reduzido.

    
16.04.2018 / 20:45