在飞机概念设计段,需要确定尾翼的面积。目前常规的做法是采用尾容量方法计算垂尾和平尾的面积,在李为吉《飞机总体设计》和DPRaymer的《aircraft design》中,计算公式都是一致的,如下:
Cvt=Svt*Lvt/b*Sw
Cht=Sht*Lst/C*Sw
以上公式中,Svt:垂尾参考面积。Sht:平尾参考面积,b:翼展,Sw:机翼参考面积。但是以上两个公式中的力臂Lst,Lvt和参考长度C的参数定义是有区别:
定义区别 | 李为吉《飞机总体设计》 | DPRaymer《aircraft design》 |
Lst,Lvt | 书P90页。尾翼到重心的距离。(应该是尾翼1/4MAC距离重心距离) | 书P160页。尾翼1/4MGC到机翼1/4MAC的距离 |
C | 机翼的平均气动弦长MAC | 机翼的平均几何弦长MGC |
从上表可以看出,不同的资料中,这些参数的定义区别。那我们在飞机概念设计阶段的计算中,该使用哪个资料的定义呢?
我觉得在概念设计阶段这些参数定义区别所造成的影响不大,可以根据自己的习惯或者经验进行选用。原因如下:
1、概念设计阶段,许多参数本来就未确定,采用的估算值,比如有时尾力臂直接采用机身长度的百分比或者历史同类机型的统计数据进行估算。
2、MAC在概念设计阶段一般无法确定,通常都是采用MGC作为替代。
3、到初步设计阶段需要对飞机的纵向和航向稳定性进行校核,此时多半需要对尾翼的面积进行调整
另外需要注意的是:虽然上面的公式中机翼面积和平尾面积都是取参考面积,但是平时工作中在查阅文献资料时还是要注意其定义。不同文献来源、设计机构可能对参考面积的定义也有自己的看法,比如某些全动平尾和鸭翼一般取外露在机身外面的部分的面积。
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