Двухбалочный самолет имеет две продольные вспомогательные стрелы. Они могут содержать вспомогательные элементы, такие как топливные баки , и/или служить опорной конструкцией для других элементов. Обычно сдвоенные хвостовые балки поддерживают хвостовое оперение , хотя на некоторых типах, таких как Rutan Model 72 Grizzly, балки проходят вперед от крыла. Конфигурация с двумя стрелами отличается от двухфюзеляжных конструкций тем, что в ней сохраняется центральный фюзеляж.
Конфигурация с двумя стрелами отличается от типа с двойным фюзеляжем тем, что в отдельном коротком фюзеляже размещаются пилот и полезная нагрузка. Он был принят для решения различных проблем проектирования обычного оперения самолетов различного назначения.
Для одного двигателя с гребным винтом в конфигурации толкача или реактивного двигателя обычное хвостовое оперение требует перемещения гребного винта или выхлопной системы далеко назад, что требует либо очень длинного карданного вала , либо водометной трубы и, таким образом, снижает эффективность тяги. Конфигурация с двумя стрелами обеспечивает гораздо более короткую и эффективную установку. [1] Saab 21 изначально был построен как толкатель, а позже был адаптирован для реактивной мощности как 21R . [2]
В этих конструкциях хвостовое оперение (горизонтальный стабилизатор) обычно устанавливается высоко на сдвоенном хвостовом киле, чтобы держать его подальше от следа двигателя. В суборбитальных космических самолетах Scaled Composites SpaceShipOne и SpaceShipTwo использовались сдвоенные стрелы с внешним хвостовым оперением или подвесные горизонтальные стабилизаторы (OHS), чтобы уберечь планер от более широко распространяющихся выхлопных газов ракетных двигателей.
Двойные стрелы также были приняты для двухмоторных конструкций, в которых система двигателя включает в себя громоздкие дополнительные элементы, такие как турбокомпрессоры и теплообменники, занимающие большой объем пространства. Примеры включают Lockheed P-38 Lightning .
Чтобы позиция заднего наблюдения или артиллерийская позиция имела беспрепятственный обзор, размещение ее в задней части обычного хвостового оперения перемещает ее настолько далеко назад, что возникают проблемы с центром массы и балансировкой самолета. Избавление от традиционного хвостового оперения позволяет расположить заднюю часть вперед, решая проблему балансировки. Примером может служить Focke-Wulf Fw 189 .
Однако сдвоенные стрелы и мостовое хвостовое оперение по-прежнему в некоторой степени загораживают поле зрения, и орудия в этом положении особенно ограничены при стрельбе в стороны.
Для погрузки и разгрузки крупных грузов или грузов, таких как транспортные средства и контейнеры, требуются большие входные двери. В обычных конструкциях эти двери должны быть расположены в носовой или боковой части фюзеляжа, что требует значительного усиления основной конструкции. Боковые двери ограничивают длину предмета шириной двери, и доступ также может быть затруднен двигателями или ходовой частью. Конфигурация с двумя стрелами позволяет разместить большую дверь в задней части фюзеляжа, свободную от препятствий со стороны хвостового оперения, как на Armstrong Whitworth AW.660 Argosy .
Однако доступ к задней двери остается ограниченным, особенно для грузовиков, едущих задним ходом к ней, и часто предпочитают высоко установленную обычную заднюю часть фюзеляжа.
Двойная стрела обычно обеспечивает большее сопротивление, чем традиционная конструкция. Они также обычно меньше фюзеляжа и, следовательно, по своей сути менее жесткие, что требует дополнительного усиления для поддержания жесткого положения хвоста по тангажу. С другой стороны, можно избежать влияния кончика хвостового оперения, и оно поддерживается с обоих концов, что позволяет сделать его меньше и легче. Более того, нагрузка на пролет вдоль крыла может уменьшить структурные силы между стрелами и, следовательно, общий вес.
Некоторые современные высокоэффективные конструкции имеют сдвоенные стрелы, которые распределяют нагрузку по размаху крыла и/или придают жесткость всей конструкции. Способный безостановочно летать вокруг света, « Рутан Вояджер» представлял собой конструкцию « утка » с тянущим винтом, в котором двойные стрелы выдвигались вперед для поддержки носовой части самолета, а также в кормовой части для поддержки двух килей. Более поздний самолет Virgin Atlantic GlobalFlyer имел реактивный двигатель, но с аналогичной дальностью полета, по-прежнему с большими сдвоенными стрелами для размещения реактивного топлива в легкой конструкции с пролетами, но с небольшим обычным хвостовым оперением на каждой стреле.
История конструкции двойной стрелы восходит к решеткам стрел, которые использовались на многих ранних самолетах-бокскайтах. Учитывая огромное сопротивление, которое они создавали, во время Первой мировой войны были разработаны более компактные конструкции, покрытые тканью . Яркими примерами являются тримоторные бомбардировщики Caproni .
Примерно в то же время появились первые деревянные фюзеляжи -монококи , и вскоре этот метод был применен для создания двойной балки. Вероятно, первым из них был довоенный толкатель Ньюпора, в котором использовалась бумага, пропитанная бакелитом, однако наиболее успешными были модели AGO CI и C.II , в которых использовался более традиционный деревянный корпус, изготовленный из полосок дерева, наклеенных на форму. С разработкой монококов с усиленной алюминиевой обшивкой позже, во время Первой мировой войны, начиная с 1920-х годов тот же метод был распространен на конструкции с двойной стрелой.
В большинстве ранних конструкций использовались сдвоенные стрелы для очистки заднего винта, однако даже во время Первой мировой войны несколько более крупных самолетов использовали их, чтобы дать наводчику возможность прикрыть нижнюю часть хвостового оперения без необходимости нести вес в самом верху. крайний конец самолета, где это создавало проблемы с балансировкой и управлением.
Только во время Второй мировой войны, с увеличением распространенности перевозки громоздких предметов и транспортных средств по воздуху, была реализована полезность задней двери, совмещенной с кабиной, для облегчения погрузки, а вместе с ней и полезность перемещения задней части фюзеляжа к задней части фюзеляжа. стороны, чтобы избежать чрезмерной высоты задней части фюзеляжа, как на планере Gotha Go 242 .
С началом реактивной эпохи необходимость в зазоре для воздушного винта сменилась необходимостью обеспечить свободный путь для горячих выхлопных газов. Эффективность реактивного двигателя снижалась из-за длинных впускных и выпускных каналов, которые использовались во многих ранних конструкциях, и одним из решений было использование двойной стрелы, чтобы сократить выхлопную трубу до минимума, например, De Havilland, использовавшуюся на своих успешных реактивных истребителях Vampire и Venom . .
В небольшом количестве конструкций использовались сдвоенные стрелы по другим причинам, наиболее примечательной из которых является Lockheed P-38 Lightning , стрелы которого содержали слишком длинные турбонагнетатели двигателей, что привело бы к необычно длинной гондоле. Окончательное применение двойной стрелы, которую нужно было разработать, заключалось в соединении вместе крыльев и переднего оперения с очень большим удлинением, как на Rutan Voyager , чтобы уменьшить изгиб, а также вес, необходимый для его ограничения. Кроме того, благодаря тому, что большая часть топлива приходится на средний размах, он значительно снижает силы, действующие на крылья, во многом так же, как это происходит при установке двигателей в середине размаха на большинстве реактивных транспортных средств.
Несмотря на эти ожидаемые преимущества, двойные стрелы остаются необычными. В большинстве случаев стрелы конструктивно менее эффективны в обеспечении жесткости по тангажу и создают большее сопротивление. Те, кто использует сдвоенные стрелы для улучшения поля обстрела вниз, значительно уменьшают его вбок, а зачастую и прямо назад. При транспортировке стрелы могут облегчить доступ к фюзеляжу, но тогда грузовикам приходится быть предельно осторожными, чтобы не задеть части самолета, к которым они приближаются. В результате C-119 остался аномалией, и наиболее успешные послевоенные транспортные самолеты, такие как C-130 Hercules , вернулись к одинарной задней части фюзеляжа.
{{cite book}}: |work=игнорируется ( помощь )CS1 maint: location missing publisher (link)