某型公务机尾翼气动载荷计算方法研究

某型公务机尾翼气动载荷计算方法研究

发表时间：2019-12-30T13:15:56.747Z 来源：《科学与技术》2019年 15期作者：周立胜

[导读] 某型公务机按照CCAR 23部适航规章要求进行设计，

摘要：某型公务机按照CCAR 23部适航规章要求进行设计，具有T型尾翼布局。本文基于对CCAR 23部载荷条款的分析，对该型公务机尾翼气动载荷计算方法进行了研究。得到了平尾平衡载荷、机动载荷、突风载荷、非对称载荷，以及垂尾机动载荷、突风载荷、发动机失效引起的非对称载荷等情况下的尾翼气动力的可接受的计算方法。对型号工程研制有一定的指导意义。

关键词：公务机，尾翼，气动载荷

中图分类号：V212.11 文献标识码：A

某型公务机按照CCAR 23部规定的通勤类飞机适航要求进行设计。该飞机布局形式为下单翼、翼吊双发涡桨、平尾置于垂尾顶端的T型尾翼。

对于平尾[1][2][3]：23.421条规定了平衡载荷情况；23.423条规定了机动载荷情况；23.425条规定了突风载荷情况；23.427条规定了非对称载荷情况。

对于垂尾[1][2][3]：23.441条规定了机动载荷情况；23.443条规定了突风载荷情况。23.367条还规定了发动机失效引起的非对称载荷情况。

本文通过对CCAR 23部载荷条款的分析，对尾翼气动载荷的计算方法进行了研究。

1 平尾气动载荷

1.1 平衡载荷

CCAR 23.421条规定的平尾平衡载荷是指没有俯仰加速度的飞行情况下，维持平衡所必须的载荷。忽略发动机拉力分量，此时飞机迎角α、升降舵偏度δe和俯仰角速度ωp可以通过求解下列代数方程组得到。

.

1.2 机动载荷

CCAR 23.423(a)条规定的平尾非校验机动载荷是指飞机以速度V A 作1g定常平飞时，升降舵突然偏转到限制偏度产生的载荷。先由(1)和(2)式得到飞机迎角α1和平尾平衡载荷FH.BL1。则总的平尾机动载荷为：

S

CCAR 23.423(b)条规定的平尾校验机动载荷是指飞机分别同时满足载荷系数为1g与规定的抬头俯仰角加速度，以及载荷系数为正限制机动载荷系数与规定的低头俯仰角加速度的两种情况下的载荷。

对于抬头机动，先由(1)和(2)式得到飞机迎角α1、升降舵偏角δe1和平尾平衡载荷FH.BL1。满足规定的俯仰角加速度的升降舵偏角增量为：

总的平尾机动载荷为：

对于低头机动，先由(1)和(2)式得到飞机迎角α2、升降舵偏角δe2和平尾平衡载荷为FH.BL2。满足规定的俯仰角加速度的升降舵偏角增量为：

总的平尾机动载

1.3 突风载荷

CCAR 23.425条规定的平尾突风载荷是指飞机在1g平飞时，遭遇到规定的垂直离散突风情况下所产生的载荷。先由(1)和(2)式得到飞机迎角α1、升降舵偏角δe1和平尾平衡载荷FH.BL1。则总的平尾突风载荷为：

1.4 非对称载荷

CCAR 23.427条(a)和(c)规定对于T型尾翼，平尾必须按偏航和滑流引起的非对称载荷（本文不研究滑流）与对称飞行情况载荷的组合来

尾不对称滚转力矩：

静侧滑角为：

CCAR 23.443

下，静侧滑角可由下式计算：

第一设计点，最保守的情况，驾驶员不纠正，飞机达到过漂侧滑角，

制偏度。则第二设计点，

保守地假设，维持方向舵最大偏度，直至侧滑角为零时刻，舵面突然回到中立位置。则第三设计点，