单选题
45.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静稳定性,平尾在正常飞行状态下通常产生向下的负升力(或者在特定大迎角状态下产生较小的正升力,但力臂效应主导)。
然而,题目问的是“平尾升力”对重心的力矩方向。我们需要从力矩的定义和常规布局的气动特性来分析:
1. **力臂方向**:平尾位于重心后方,因此平尾产生的力相对于重心的力臂是向后的。
2. **力的方向与力矩**:
* 在大多数巡航或稳定飞行状态下,为了平衡机翼产生的低头力矩(因为机翼升力作用点通常在重心之前或附近,且机翼本身有低头趋势),平尾需要产生一个**向下**的力(即负升力)。
* 但是,如果我们单纯讨论“平尾升力”这一物理量对重心的力矩效应,或者考虑当平尾产生**向上**的升力时(例如在某些机动或特定配平状态下),向上的力作用在重心后方,会产生一个使机头**上仰**的力矩。
* 更关键的理解角度是:**纵向静稳定性**的要求。当飞机受到扰动机头上仰时,迎角增大,平尾处的迎角也增大,导致平尾产生更大的向上 lift(或更小的向下力),这个变化量产生的力矩是抵抗上仰的,即产生低头力矩?不,这里容易混淆。
* 让我们重新审视标准答案 A(上仰)。这通常基于以下逻辑:在常规布局中,为了平衡机翼和机身产生的低头力矩,平尾往往需要提供向上的升力分量(特别是在某些轻型飞机或特定设计下,或者题目指的是平尾气动中心相对于重心的位置关系导致的固有趋势)。
* **更准确的航空动力学解释**:实际上,很多教材中指出,常规布局飞机的平尾主要作用是提供纵向稳定性和操纵性。在许多情况下,平尾确实产生向下的力来平衡机翼的低头力矩。但是,如果题目强调的是**平尾升力**(假设向上为正)对重心的力矩,根据右手定则或简单的杠杆原理:
* 若平尾产生**向上**的升力,作用点在重心后方,则力矩使机头**上仰**。
* 若平尾产生**向下**的力(负升力),作用点在重心后方,则力矩使机头**下俯**。
**为什么答案选 A(上仰)?**
这道题考察的可能是平尾在**操纵**或**特定设计状态**下的基本作用趋势,或者是对“升力”一词的默认正向理解。在许多基础航空理论题库中,关于常规布局飞机平尾的描述,有时会强调其作为“升力面”的一部分,其产生的升力(向上)对重心形成上仰力矩,用于平衡机翼可能产生的低头力矩(如果机翼压力中心在重心之后,但这不符合常规布局的静稳定要求,常规布局要求重心在焦点之前)。
*修正思考*:让我们回顾常规布局的静稳定性。重心(CG)在气动焦点(NP)之前。机翼升力增加会导致低头力矩吗?不,机翼升力作用点如果在重心之后,升力增加会导致上仰。常规布局中,机翼的升力增量作用点(中性点)通常在重心之后,所以机翼本身是不稳定的(产生上仰力矩)。为了稳定,平尾必须产生一个相反的力矩。
其实,这道题的一个常见考点陷阱在于对“平尾升力”方向的预设。如果按照标准答案 A 反推,题目隐含的前提是:**平尾产生的是向上的升力**。
在部分通用航空飞机或特定飞行阶段,平尾确实可能产生向上的升力。此时,位于重心后方的向上力,必然产生使机头**上仰**的力矩。
另外,从操纵角度看,拉杆使升降舵上偏,平尾迎角增大,升力增大(向上),产生上仰力矩,使飞机抬头。这是飞行员最直观的感受:**平尾升力增加 -> 机头上仰**。因此,从操纵效应的角度来看,平尾升力(的变化)主要关联的是上仰力矩。
**总结:**
常规布局飞机,平尾位于重心后方。当平尾产生向上的升力时(例如拉杆操纵时),该力对重心形成的力矩会使机头**上仰**。这是平尾作为操纵面时的主要效应方向。
故正确答案为 **A. 上仰**。
相关知识点:
常规平尾升力,使机头常上仰
题目纠错
CAAC无人机理论题库2024.09(修订版)
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