第11讲-尾翼的外形设计.ppt

尾翼外形的初步设计 飞机总体设计框架 内容提要 尾翼的功用、 组成和设计要求 尾容量 确定尾翼外形参数的思路 尾翼外形参数设计的步骤 举例 尾翼的功用、 组成和设计要求 功用： - 保证飞机稳定性和操纵性 组成： - 平尾（前翼）：水平安定面，升降舵 - 垂尾：垂直安定面，方向舵 设计要求： - 按设计规范 尾容量 平尾尾容量 前翼尾容量 各种不同类型A尾统计数据 尾吊布局与翼吊布局飞机的尾容量比较 客机A垂和垂尾相对面积的比较 确定尾翼外形参数的思路 尾翼外形参数设计的步骤 1. 回顾所选的飞机构型： - 正常式；鸭式；无尾式； 2. 确定尾翼在机身上的前后位置: - 先画出机身外形，然后确定尾翼在机身上的前后位置，尾翼位置尽量靠后。 平尾的?和?统计值 实例分析（MD-82尾翼设计分析） 航空宇航学院 * 设计 要求 布局型式选择 主要参数计算 发动机选择 部件外形设计 机身 机翼 尾翼 起落架 进气道 三面图 部位安排图 结构布置图 分析计算 重量计算 气动计算 性能计算 结构分析 是否满足 设计要求？ 最优？ L平尾 ? 平尾尾力臂 S平尾 ? 平尾面积 S ? 机翼面积 cA ? 平均气动弦长 尾力臂的定义（1） 尾力臂的定义（2） L平尾 ? 前翼尾力臂 S平尾 ? 前翼面积 S ? 机翼面积 cA ? 平均气动弦长 垂尾尾容量 L垂尾? 垂尾尾力臂 S垂尾 ? 垂尾面积 S ? 机翼面积 L ? 机翼展长 讨论： - 力矩 ? 尾翼面积，力矩 ? 尾力臂； - 综合效果：力矩 ? 尾翼面积 ? 尾力臂 ? 尾容量 - 若A尾固定，L尾? ? S尾? ? 尾翼结构重量?，阻力? - 当飞机构形为鸭式布局时： a) 对于近距耦合情况：L前小，S前大。 b) 对于远距耦合情况：L前大，S前小。 - 初步确定A尾时，通常参考统计数据。 0.09 1.00 Military Cargo/Bomber 0.07 0.40 Jet Fighter 0.09 1.00 Jet Transport 0.08 0.90 Twin Turboprop 0.04 0.50 Agricultural 0.07 0.80 Twin Engine 0.04 0.7 Single Engine 0.04 0.5 Homebuilt A垂尾 A平尾 飞机类型 摘自：Aircraft Design:A Conceptual Approach 飞机型式 装涡轮螺桨发动机的干线客机 0.80～1.1 0.05～0.08 2.0～3.0 装涡轮喷气和涡轮风扇发动机的干线客机 0.65～0.80 0.08～0.12 2.5～3.5 后掠翼重型非机动飞机 0.50～0.60 0.06～0.10 2.5～3.5 直机翼重型非机动飞机 0.45～0.55 0.05～0.09 2.0～3.0 高速机动飞机 0.40～0.50 0.05～0.08 1.5～2.0 尾容量统计值的范围 26.7% 31.9% 29.5% 27.5% 26% S平尾/S 1.058 1.140 1.147 1.175 1.174 A平尾 A300B 波音737-200 DC-9-10 DC-9-30 MD-82 机型 参数 尾吊布局飞机的A平尾较大，但平尾面积不大。 0.2040 0.2380 0.2680 0.1910 0.1320 0.203 0.1610 0.1609 0.1331 S垂/S 0.1020 0.0905 0.1117 0.0951 0.0482 0.0910 0.0548 0.0723 0.0652 A垂 A300B 波音727-100 波音737-100 C5A BAC-111 F28 三叉戟 DC-9-30 MD-82 机型 尾吊短舱式的尾容量和相对面积较小，因为飞机单发停车不是垂尾设计的严重情况。 确定A平尾 确定L尾 确定S尾 平尾的平面参数设计参考机翼 垂尾的平面参数设计参考统计值 操纵面的设计参考统计值 3 . 根据同类飞机的统计数据，确定A平尾和A垂尾 - 全动平尾，可减小10?15%。 - “T”平尾， A垂尾可减小5%， A平尾可减小5%。 - “H”平尾， A平尾可减小5%。 4 . 确定尾力臂L平尾和L垂尾 - 对于拉力式螺旋浆飞机，尾力臂 ? 60% L机身。 - 发动机安装在机翼上时，尾力臂 ?（50?55%）L机身。 - 发动机安装在机身后部，尾力臂 ?（45?50%）L机身。 - 对于鸭式布局：L前 ?（30?50%）L