第一讲尾翼的外形设计

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1、尾翼外形的初步设计飞机总体设计框架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？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L平尾平尾尾力臂S平尾平尾面积S机翼面积cA

2、平均气动弦长尾力臂的定义（1）尾力臂的定义（2）前翼尾容量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。各种不同类型A尾统计数据飞机类型A平尾

3、A垂尾Homebuilt0.50.04SingleEngine0.70.04TwinEngine0.800.07Agricultural0.500.04TwinTurboprop0.900.08JetTransport1.000.09JetFighter0.400.07MilitaryCargo/Bomber1.000.09摘自：AircraftDesign:AConceptualApproach飞机型式装涡轮螺桨发动机的干线客机0.80～1.10.05～0.082.0～3.0装涡轮喷气和涡轮风

4、扇发动机的干线客机0.65～0.800.08～0.122.5～3.5后掠翼重型非机动飞机0.50～0.600.06～0.102.5～3.5直机翼重型非机动飞机0.45～0.550.05～0.092.0～3.0高速机动飞机0.40～0.500.05～0.081.5～2.0尾容量统计值的范围尾吊布局与翼吊布局飞机的尾容量比较机型参数MD-82DC-9-30DC-9-10波音737-200A300BA平尾1.1741.1751.1471.1401.058S平尾/S26%27.5%29.5%31.9%2

5、6.7%尾吊布局飞机的A平尾较大，但平尾面积不大。客机A垂和垂尾相对面积的比较机型MD-82DC-9-30三叉戟F28BAC-111C5A波音737-100波音727-100A300BA垂0.06520.07230.05480.09100.04820.09510.11170.09050.1020S垂/S0.13310.16090.16100.2030.13200.19100.26800.23800.2040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。确定尾翼外形参数

6、的思路确定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。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6

7、0%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机身-经验公式：L平尾=1.2CA(三角翼）=（1.52）CA（后掠翼）=（2.52.9)CA（直机翼）-参考教材中的表6-5。5.确定平尾面积S平尾和垂尾面积S垂尾6.确定尾翼的翼型和平面参数-翼型：大多采用对称翼型或反弯翼型（正常式）1）低速飞机：相对厚度1015%2）高速飞机：相对厚度36%3）鸭式布局：要考虑前翼先

8、失速-平尾的平面参数：1）同机翼平面参数的选择类似；2）为保证平尾不能比机翼先失速，平尾较小：*对于大展弦比飞机：平尾35*对于小展弦比飞机：平尾23*根梢比平尾23.5-垂尾的平面参数：1）参考同类飞机；2）一般情况：垂尾0.81.5;垂尾23.5垂尾3560平尾的和统计值机型737727A300B707MD-82DC-9-30C5AF28三叉戟雅克-40平尾4.162.404.133.375.144.934.893.834.004.33平尾2.