单选题
82.常规布局的飞机,平尾升力对飞机重心的力矩常为使飞机机头的力矩______。
A
上仰
B
下俯
C
偏转
答案解析
正确答案:A
解析:
**解析:**
在常规布局的飞机中,水平尾翼(平尾)通常位于飞机重心之后。为了保持飞机的纵向平衡(即俯仰力矩平衡),平尾产生的气动力方向取决于飞机的具体设计状态,但在大多数正常飞行状态下(特别是亚音速飞行),平尾通常产生向下的负升力(或者较小的正升力,但力臂较长)。
然而,这道题考察的是**静稳定性**的基本原理以及常规布局下平尾力矩的常规作用方向。我们需要从力矩平衡的角度来分析:
1. **机翼的作用**:主翼产生的升力作用点(压力中心)通常位于重心之前或附近。如果压力中心在重心之前,机翼升力会产生一个使机头**上仰**的力矩;如果压力中心在重心之后,则产生**下俯**力矩。
2. **平尾的作用**:为了保证飞机的纵向静稳定性,常规布局飞机设计时,通常要求平尾产生的力矩能够抵消机翼产生的不稳定力矩或配平力矩。
* 在许多教材和基础航空理论中,对于“常规布局”且具备纵向静稳定性的飞机,当飞机受到扰动机头上仰时,平尾迎角增大,产生更大的向下力(或更小的向上力),从而产生一个使机头**下俯**的恢复力矩。
* **但是**,题目问的是“平尾升力对飞机重心的力矩常为使飞机机头的力矩______”。这里存在一个常见的考点陷阱或特定语境。让我们重新审视常规巡航状态下的配平。
* 实际上,更准确的物理图像是:主翼升力中心通常在重心之后(为了静稳定性,气动中心在重心之后),这会产生一个自然的**下俯**力矩。为了平衡这个下俯力矩,平尾通常需要产生一个**向下**的力(负升力)。
* 等等,如果平尾产生向下的力,这个力在重心后方,对重心产生的力矩方向是:力向下,力臂向后 -> 力矩使机头**上仰**。
* 让我们验证一下:
* 重心 (CG) 在前。
* 平尾在后。
* 平尾产生向下的力 ($L_t < 0$)。
* 力矩 $M = Force \times Distance$。
* 向下的力作用在尾部,会把尾巴往下拉,从而使机头**抬起(上仰)**。
因此,平尾产生的向下力(常被通俗地称为负升力,但在力矩分析中,其效果是提供上仰力矩以平衡机翼产生的下俯力矩)对重心形成的力矩是使机头**上仰**的。
**总结逻辑链条:**
1. 常规布局飞机为了纵向静稳定,气动中心(Neutral Point)需在重心之后。
2. 这意味着机翼机身组合体在重心处产生的自然力矩通常是**下俯**的(Nose-down)。
3. 为了平衡这个下俯力矩,水平尾翼必须产生一个**上仰**力矩(Nose-up moment)。
4. 因为平尾位于重心之后,要产生上仰力矩,平尾必须产生一个**向下**的力(即把尾部往下压,头就会翘起来)。
5. 题目问的是这个力矩的方向,即“使飞机机头______”。
6. 该力矩的作用是**上仰**。
故正确答案为 **A. 上仰**。
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