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アウトボード テールは、 2 つに分割された航空機の尾部または尾翼の一種で、各半分は各翼端のすぐ後ろと外側にある短いブームに取り付けられています。これは、アウトボード水平安定板( OHS ) で構成され、追加のブームに取り付けられた垂直安定板(フィン)が含まれる場合と含まれない場合があります。OHS 設計は、無尾翼航空機の一種として説明されることがあります。
外側の尾翼面は、過度の構造的または操作上の困難を引き起こすことなく、翼端渦と建設的に相互作用して抗力を大幅に低減するように配置されています。
特徴
アウトボード テールは、主翼の先端の外側にあります。アウトボード テールの構成は、無尾翼とも呼ばれますが、水平安定板が主翼表面から不連続で、通常はさらに後方に設置され、それを支えるために短いブームを必要とする点で無尾翼とは異なります。翼が後退している場合、ブームは非常に短くなり、尾翼の前部が翼の後部に重なることがあります。尾翼は、アウトボード水平安定板 (OHS) で構成され、追加のブームに取り付けられた垂直安定板 (フィン) が含まれる場合と含まれない場合があります。
通常の翼端では、下から翼端の周囲に吹き上がる空気の上昇流が翼表面上の低圧領域に向かって内側に移動する結果、大きな後流渦が発生します。これらの渦は大量のエネルギーを運び去るため、抗力が増大します。
アウトボードテール構成では、尾翼面は翼端の後ろの吹き上げと建設的に相互作用するように配置されており、慎重に設計することで、操縦性を低下させたり翼の構造的負荷を過度に増加させたりすることなく、抗力を大幅に低減して効率を向上させることができます。[1] [2]
同様の全幅の無尾翼後退翼と比較すると、外側尾翼は翼に直接取り付けられている場合よりもモーメントアームが大きく、翼は望ましくない副作用をもたらすほど急激に後退する必要がない。[3]
外側のエレベーターは補助エルロンとしても使用でき、有効制御領域を拡大します。これにより、着陸などの重要な操縦中に翼にかかる荷重の変動が減り、翼の設計荷重を高くすることができます。これにより、着陸時の安全マージンが大きくなります。[3]
垂直尾翼は伝統的に方向安定性と操縦性を提供する。また、外側に配置することで、ウィングレットと同様に気流を改善し、全体的な効率性の向上にも貢献する。[4]
歴史
この構成は、1942年にフランス人デザイナーのロバート・エメ・ロバートによって初めて特許を取得しました。[5]これは、第二次世界大戦中にブローム・アンド・フォス社のドイツ人デザイナー、リチャード・フォークトとジョージ・ハーグによって開発されました。提案された制御システムをテストするために、シュコダ・カウバは1944年にV-6設計をSK SL6として採用しました。[6]
ブローム・アンド・フォスはその後、この設計をP 208プッシャーエンジン戦闘機の提案に取り入れた。採用されなかったものの、現代の分析では実現可能だったことが示されている。[1] B&Vは、同様のジェット戦闘機の設計研究とプロジェクト提案のシリーズを作成した。[7]これらには、P 209.01、P 210、P 212が含まれていた。[8] B&Vは最終的に戦争が終わる数週間前にP 215全天候型戦闘機の注文を受けたため、製造されることはなかった。[9]
1950年代後半から1960年代前半にかけて、NASA（旧NACA）のエンジニアは、超音速飛行の設計構成に関する研究プログラムの一環として、アウトボード尾翼の原理を再調査しました。彼らは亜音速と超音速の両方で分析と風洞模型テストを実施しました。[10] [11] [12] [13] [14] ヴォート社はADAM V/STOL設計プロジェクトのためにレイアウトを研究しました。[5]
1990年代以降、カナダのカルガリー大学のJACケントフィールドとその同僚によってさらに広範な研究が行われた。 [1]
スケールド・コンポジッツ社のバート・ルータンは、この構成がスペースプレーンの可変形状安定装置として潜在的可能性を秘めていることに興味を持った。宇宙から大気圏に再突入する際、尾部は機体を安定させるために垂直に回転し、残りの部分は水平のままほぼ垂直に落下する。彼の最初のプロトタイプであるスケールド・コンポジッツ・スペースシップワンは2003年に飛行した。[2]その後、改良されたスペースシップツーや、近々登場するスペースシップIIIにも搭載されている。
アウトボードテールはファンウィングコンセプトの自然なパートナーとしても見られ、2011年にモデルが飛行しました。[15] [16]
参考文献
注記
- ^ abc ミュラー (2002)
- ^ ダレノウグ（2004）
- ^ ポールマン（1982）p.181
- ^ JAC Kentfield、「外側水平安定装置を備えた航空機の尾翼周りの流れ場」、AIAA 2006-860、第 44 回 AIAA 航空宇宙科学会議および展示会、2006 年 1 月 9 ～ 12 日：「同様に、垂直安定装置の表面が尾翼支持ブームの上に取り付けられている場合、主翼端渦によって生成される流入流によって、基本的に航空機の中心線に向かって作用する水平方向の空気力学的揚力が生成されますが、前方に傾くため、垂直面の誘導抗力と摩擦抗力を相殺する傾向がある小さな推力が生成されます。これにより、通常、垂直面からの純推力は小さくなります。」
- ^ インチボールド（2022）
- ^ ズデネク・ティッツとヤロスラフ・ザズボニル。 「Kauba's Dwarfs」、フライング レビュー インターナショナル、1965 年 11 月、169-172 ページ。
- ^ ポールマン（1982）
- ^ ダン・シャープ『ルフトヴァッフェ：第三帝国の秘密の翼』モートンズ、2017年、68-73頁。
- ^ ポールマン（1982）、p.193
- ^ ウィリアム・C・スリーマン、「翼端の外側に尾翼面を持つ飛行機の構成に関する予備的研究」、RM L58B06、NACA 1958。[1]
- ^ M. リロイ・スピアマンとロス・B・ロビンソン、「マッハ数2.01におけるカナードとアウトボードテールの飛行機モデルの空力特性」、RM L58B07、NACA、1958年。[2]
- ^ ポール・G・フルニエ、「高亜音速におけるカナードとアウトボードテールの飛行機モデルの空力特性」、TN D-102、NACA 1961。[3]
- ^ Alford, WJ, Jr.、Hammond, AD、および Henderson, WP：「ブレンデッド ウィングボディ、可変スイープ補助翼パネル、外側尾翼面、および簡易高揚力装置を備えた超音速輸送機モデルの低速安定性特性」、NASA TM X-802、1963 年。
- ^ コーネリアス・ドライバー、M・リロイ・スピアマン、ウィリアム・A・コーレット、「ブレンデッド・ウィング・ボディ、可変スイープ補助翼パネル、外側尾翼、設計マッハ数2.2の超音速輸送機モデルのマッハ数1.61～2.86における空力特性」NASA TM-X-817（1963年）。
- ^ 「テクノロジー」、FanWing。（2018年1月5日閲覧）：「OHS開発（アウトボード水平安定装置）最近開発されたツインテール構成は、もともと元BAEシステムズの主任コンセプトエンジニア、ジョージ・セイファン氏が提案したもので、翼のすぐ後ろの強い下降気流を回避し、翼端渦からの上昇気流を活用します。新しい設計により、航空機の効率が10～15％向上し、ピッチ安定性も向上しました。」
- ^ 「2011年7月：FanWingが改良型TwinTail 2011」、ニュース、FanWing（2018年1月5日閲覧）：「2011年1月から6月にかけて行われた2回の風洞試験と分析を経て、新しく改良されたTwinTailプロトタイプは2011年6月18日に初飛行試験が行われ、最近では7月16日に試験が行われた。」
文献
- ベンジャミン・ダレノーグ、「外側水平安定装置を備えた航空機の構成」（最終年度プロジェクト報告書）、クイーンズ大学ベルファスト、2004年5月14日。[4]
- ガイ・インチボールド、「アウトサイド・エッジ」、航空史家、第38号、2022年。pp.106-118。
- カート・W・ミュラー、「半無尾翼航空機設計の分析」（修士論文）、米国海軍大学院、2002年[5]
- ヘルマン・ポールマン;クロニク・アイネス・フルグツァークヴェルケス 1932-1945。 B&V - Blohm & Voss Hamburg - HFB Hamburger Flugzeugbau (ドイツ語)。 Motor Buch Verlag、第 2 印象、1982 年ISBN 3-87943-624-X。