Warum glaubten die Ingenieure, dass die Doppelflossen überlegen sind?

Es scheint keinen einzigen endgültigen Grund für die Auswahl der Anzahl der vertikalen Flossen in einem Flugzeugdesign zu geben (außer natürlich für die Doppelausleger-Designs wie Lockheed P-38 oder Fairchild C-119). Ich habe alle folgenden Punkte gesehen, die von der einen oder anderen Behörde als Vorteile mehrerer vertikaler Flossen angeführt wurden. (Entschuldigung, ich habe die Quellen nicht gespeichert oder mich nicht daran erinnert.)

• Reduzierte Anforderungen an den Hangar-Overhead. Dies ist der häufigste Grund für die Aufnahme der gesamten Flugzeughöhe in eine Kaufspezifikation und eine unabdingbare Voraussetzung für den Einsatz des Flugzeugträgers.

  Ich erinnere mich auch, dass ich einen Zeitschriftenartikel gelesen habe, der diesen Grund für das Triple Tail lieferte auf der Lockheed-Konstellation.

• Reduzierte Auslegerspannung an der Wurzel. Dies kann tatsächlich Gewicht gegenüber dem Einzelflossen-Design sparen. Dies kann auch dazu beitragen, dass sich ein taktisches Flugzeug unter dem enormen Stress von Kampfmanövern nicht auflöst.

• Reduzierter Parasitenwiderstand. Die untere Hälfte einer vertikalen Flosse kann doppelt so dick sein wie die obere Hälfte. Bei einem Doppelheck-Design wird die untere Hälfte effektiv weggelassen und die obere Hälfte zweimal verwendet.

• Bei mehrmotorigen Konstruktionen bietet der Betrieb der Ruder im Windschatten des Motors eine verbesserte Ruderautorität bei niedriger Geschwindigkeit . Piloten, die geladene Bomber in die Startposition zwischen anderen geladenen Bombern rollen, wie viele, viele Ruderautoritäten.

  Außerdem stelle ich fest, dass praktisch alle großen Flugboote der Flying Clipper-Ära der 1940er Jahre mehrere vertikale Flossen hatten. Diese Fahrzeuge hatten einige knifflige Anforderungen an die langsame Lenkung - sie mussten nicht nur durch einen geschäftigen Hafen fahren, sondern wurden normalerweise ohne Schlepper angedockt und abgedockt. Ich vermute jedoch nur die Verbindung.

• Eine einzelne vertikale Flosse kann bei hohen Anstellwinkeln durch die Rumpfspur maskiert werden. Sie können sehen, wie dies ein Problem für moderne Kampfflugzeuge sein könnte, die wie fliegende Tennisplätze aussehen. Traditionelle Bomberkonstruktionen mit ihren breiten Flügeln und der starken aerodynamischen Belastung können ebenfalls zu einem ziemlich störenden Nachlauf des Rumpfes führen.

• Verbesserte Position und Feuerfeld für einen Heckschützen. Ich sehe es selbst nicht, aber ich habe die Behauptung gehört, also füge ich sie hier ein.

  Ich gebe zu, dass der Heckschützenschlitz im Avro anscheinend vom Fehlen einer Stützstruktur profitiert.

• Reduziertes ruderinduziertes Rollen aufgrund eines kürzeren Ruderversatzmoments. Schnelle taktische Militärflugzeuge haben kurze Flügel, und Sie möchten nicht, dass sich das Ruder weiter von der Rollachse erstreckt als die Querruder. Auf der anderen Seite muss das Ruder nicht bis zur Spitze der Flosse reichen, oder?

• Zwillingsflossen können gekippt werden, um die Radarrückgabe zu verringern. Dies ist normalerweise der Fall, obwohl ich nicht verstehe, wie die Designer wissen, wo sich das feindliche Radar befindet.

• Beim A10 maskieren die vertikalen Lamellen tatsächlich die heißen Motorabgase über einem große eckige Fläche. Um einen Boden-Luft-Wärmesucher auf die Endrohre eines A10 zu richten, muss man sich direkt dahinter befinden. Was bedeutet, dass Sie vor ein paar Sekunden direkt davor waren, also viel Glück damit.

Der Consolidated B-24 Liberator wurde in Eile entwickelt. Tatsächlich hatte das konsolidierte Unternehmen der USAAF (die sie gebeten hatte, B-17 unter Lizenz zu produzieren) mitgeteilt, dass sie das Flugzeug in der gleichen Zeit bereit haben würden, die erforderlich ist, um B-17 für die Produktion im konsolidierten Werk anzupassen.

Infolgedessen wurden die Teile des Designs von anderen Flugzeugen „ausgeliehen“. Die Doppelschwänze wurden aus dem Consolidated XP4Y Corregidor entnommen.

" XP4Y-1 im Flug" von Unknown - Dieses Bild ist bei den United States Commons erhältlich.

Anscheinend verwendete die B-24 (das konsolidierte Modell 32) Teile direkt aus dem XPFY (das konsolidierte Modell 31 war), wobei viele Teile in vertikaler Flosse starteten mit dem Präfix 31 des XPFY. Berichten zufolge stammten einige Teile von anderen konsolidierten Modellen, dem PB2Y Coronado Flying Boat und PBY Catalina.

Bild von acepilots.com

Es wurden mehr B-24 hergestellt als bei jedem anderen schweren Bomber, aber es gab einige Probleme. Nach einiger Zeit im Dienst stellte die USAAF fest, dass das Flugzeug eine bessere Stabilität hätte, wenn es ein einzelnes vertikales Heck hätte, und ein Serienflugzeug wurde modifiziert (XB-24K genannt), um dies zu testen. Tests zeigten die folgenden Verbesserungen:

• Verbesserte Seitenstabilität und verbesserte Handhabungseigenschaften.

• Das Design konnte besser damit umgehen zwei Motoren auf einer Seite aus.

• Erhöht das Feuerfeld für den Kugelrevolver, die Taillengewehre sowie die Ober- und Heckrevolver.

Die Armee war so beeindruckt, dass sie empfahl, in allen zukünftigen Flugzeugen mit der Modellnummer B-24N ein einzelnes Heck zu verwenden. Der B-24N enthielt auch andere Verbesserungen wie die Installation eines kugelförmigen Emerson-Revolvers Modell 128 in der Nase, modifizierter (Messerkanten-) Windschutzscheiben usw.

Bild von edwards.af.mil

Es wurden über 5000 B-24N bestellt, die später (im Mai 1945) gegen Ende des Krieges storniert wurden und nur eine Handvoll B-24N mit einzelnen vertikalen Schwänzen hergestellt wurden.

Der PB4Y-2 Privateer wurde aus den späteren Modellen von B-24 entwickelt und hatte daher die einzige vertikale Flosse im Design. Die meisten PB4Y-2 wurden tatsächlich nach dem Zweiten Weltkrieg ausgeliefert.

" PB4Y-2 Privateer VP-23 im Flug "von USN - Dictionary of American Naval Aviation Squadrons Band 2: Die Geschichte der VP-, VPB-, VP (H) - und VP (AM) -Staffeln 1; US Navy National Museum of Naval Aviation Foto Nr. 2011.003.156.015. Lizenziert unter Public Domain über Commons.

Das zusätzliche Gewicht, das mit Hardware der Steueroberfläche wie Kabeln, Scharnieren, einer kräftigen Horizontalen usw. verbunden ist, muss berücksichtigt werden. Die zusätzliche Komplexität im Zusammenhang mit der Wartung des Systems könnte eine andere sein. Auf der anderen Seite kann Kampfschaden, der eine einzelne Vertikale vollständig auslöschen könnte, nur eine der beiden in einem Flugzeug beschädigen, das mit zwei Vertikalen ausgestattet ist.

Es gibt mehrere Gründe für Doppel- oder Einzelflossen. In der Zeit des Zweiten Weltkriegs wurden Doppelflossen verwendet, um die Motorleistung zu verbessern. Die Geschwindigkeit der blauen Linie bei Zwillingen aus dem 2. Weltkrieg könnte 80 km / h höher sein als die Startgeschwindigkeit, und selbst bei vier Motoren war dies ein wichtiger Faktor, da Bomber beim Start stark beladen waren. Wenn Sie einen Motor verlieren, ist dies eine sehr enge Sache mit 4 oder 2 Motoren. Doppelflossen haben in dieser Hinsicht geholfen, indem sie die Geschwindigkeit der blauen Linie gegenüber Konstruktionen mit einer Lamelle gesenkt haben.

Nun, der doppelte vertikale Stabilisator wird immer noch in vielen Flugzeugen wie den F-22, F-35, F-15, A-10 und den A300 Super Transportern sowie in vielen anderen Flugzeugen verwendet. Es gibt also nicht viel "Überdenken" im Flugzeugdesign für Doppel- oder Einzelstabilisatoren. Die Gründe für die Wahl eines über dem anderen sind die Überlebensfähigkeit (einige Militärflugzeuge) oder strukturelle Anforderungen im Vergleich zur Einfachheit.

Zwillingsflossen / Ruder reduzieren das Gieren beim Landen oder Abheben bei Seitenwind, da die zweite ausgeblendet ist und der betroffene Seitenbereich kleiner ist. Doppelschwänze befinden sich in der Propellerwäsche der Triebwerke in mehrmotorigen Flugzeugen und sind daher insbesondere bei niedrigen Geschwindigkeiten etwas effektiver und können daher kleiner sein als Flossen / Ruder, die dies nicht sind. Einige Flugzeuge verwendeten mehrere Schwänze, um ihre Höhe zu verringern und in kleinere Hangars wie die Lockheed Constellation zu passen. Doppelschwänze, die als Endplatten am Leitwerk verwendet werden, erhöhen auch die Effizienz des Leitwerks, sodass es kleiner sein und weniger Luftwiderstand erzeugen kann. Wie bereits erwähnt, sind sie jedoch komplexer und in einer Motorausfall-Situation kann die Gierkontrolle leicht beeinträchtigt sein. Das einzige Flugzeug, bei dem Redundanz geltend gemacht wurde, war die A-10, und diese Behauptung ist zweifelhaft, da der hintere Rumpf eine Schwachstelle bleibt. Ähnliche Flugzeuge hängen stark davon ab, wie die Steuerungen ausgelegt sind. Die B-24 hatte Schlangenprobleme, die durch eine leichte Verlängerung des Rumpfes hätten behoben werden können, aber sie entschieden sich für eine Neugestaltung.