Terminologia primeiro: Trim arraste é o componente de arrasto adicionado ajustando a incidência da cauda horizontal rsp. o ângulo de deflexão do elevador para o trim. O aumento do arrasto parasitário de uma maior superfície da cauda já faz parte do arrasto zero da aeronave.
Critérios de dimensionamento para superfícies de cauda
A superfície estabilizadora horizontal deve ser dimensionada com esses critérios em mente:
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Estabilidade longitudinal estática suficiente. Para conseguir isso, o volume da cauda (braço da alavanca dos tempos de cauda) deve ser alto o suficiente. Use aeronaves semelhantes e copie o que foi encontrado para funcionar bem.
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Suavização de passo suficiente. Isso é impulsionado pelo tamanho da cauda vezes o quadrado do braço de alavanca da cauda.
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Poder de controle suficiente na posição cg mais avançada em toda a faixa de velocidade.
- Poder de controle suficiente na localização cg mais avançada em relação a todos os fatores de carga (incluindo efeitos de amortecimento de pitch).
- Poder de controle suficiente ao queimar no efeito de solo (o que reduz a efetividade do elevador)
- Para configurações de cauda em T: Poder de controle suficiente sobre todos os ângulos de deslizamento lateral. O Sideslip produz um strong momento de pitch-down nas configurações da cauda em T.
- Para planadores: compensação suficiente para a força da linha de reboque, tanto no início de um lançamento de guincho (linha de reboque horizontal) e no final (linha de reboque vertical).
Os outros critérios (limites superior e inferior nos gradientes de força do bastão sobre a velocidade e o fator de carga) podem ser adaptados com o acorde do elevador, de modo que a superfície horizontal da cauda não seja diretamente afetada.
No final, sua cauda horizontal será tão grande quanto você deseja que seu range de cg seja largo. Operadores gostam de amplos intervalos de cg, então a pequena penalidade de arrasto de uma superfície maior da cauda pode valer a pena.
Aerofólio de asas
Além disso, os aerofólios de asa com um momento de pitching elevado (pense na carga traseira, ou seja, alta curvatura na parte traseira) precisarão de uma maior superfície de cauda devido ao maior deslocamento do centro de pressão sobre a velocidade, mas maior elevação máxima do que aerofólios comparáveis e antiquados (pense na faixa de 4 dígitos da NACA), para que a asa possa ser menor e ter menos arrasto, o que compensa facilmente o aumento da superfície da cauda.
Não otimize cada superfície separadamente
Se a sua asa já tiver uma distribuição de elevação otimizada, adicionar mais sustentação no mesmo Avião Treffz estragará o resultado final . No final, não faz muita diferença em qual posição na direção do fluxo é criada, apenas a soma dela conta. Portanto, pode ser melhor ter o menor carregamento de cauda possível no ponto de design.
Se você considerar a massa da estrutura da asa, sua melhor distribuição de sustentação sobre a envergadura será mude para uma forma mais triangular , e agora pode até fazer sentido criar uma pequena força descendente na cauda para reduzir o ângulo de retração na seção central. Uma asa mais leve exigirá menos sustentação e ajudará a reduzir o arrasto.
Pense desta maneira: A distribuição triangular de elevação produz um ângulo de downwash mais alto na cauda, e qualquer força descendente na verdade apontaria ligeiramente para frente, criando empuxo induzido. Efetivamente, isso ajuda a equalizar o downwash sobre o espaço no plano de asa e cauda de Treffz.