[科普中国]-配平升力系数

背景

在早期的飞机设计中，作为飞行力学的两个分支—质点飞行力学和刚体飞行力学的工作是相互独立地进行的，二者都不考虑它们之间的任何依赖关系。然而在现代飞机的设计中，已经得到充分地证明：通过降低对飞机的固有静安定度的要求，并且由加装一个匹配可靠的稳定增益系统来保证飞机的飞行安全，可以获得很大的经济和战术性能方面的收益。因此，放宽飞机静安定度的设计，采用主动控制技术获得了广泛的重视和应用。

对于后平尾飞机通过进一步向后移动它的重心位置可以使总阻力下降这一结论已被公认。飞机重心位置向后移动可以使配平状态下的尾翼负升力（或称负载荷）下降，甚至可能产生正的平尾升力，由此可以使飞机的总配平阻力下降，这样的设计称之放宽静安定度的设计。放宽飞机的静安定度并以不大的反馈增益系统的重量为代价所带来的好处，一个是在给定战术技术指标情况下，可以降低平尾、机翼和机身的重量，从而降低飞机的造价。再就是通过降低飞机的配平阻力来提高飞机的飞行性能。尤其是对于作战飞机.提高它的机动性能一直是飞机设计师们所追求的目标。

在对后平尾布局飞机的诱导阻力的研究中，其最小诱导阻力出现在平尾具有正升力的情况，已经得到了证实。对于这一结论，在很长一段时间都没有得到公认，其主要原因是人们只考虑了在具有负升力的平尾处的机翼下洗会产生一个“尾翼推力”，因而使总诱导阻力下降这一事实，而忘记了尾翼的负升力还会在机翼上产生一个下洗，从而产生一个附加阻力的缘故。

事实上，当后平尾飞机的尾翼升力为正时，由机翼边缘涡所产生的下洗会增加尾翼的诱导阻力，但是尾翼上的正升力的环量涡系对机其来说将产生一个上洗，这一上洗会产生一个“机翼推力”分量、它抵消机翼在尾翼上的下洗所产生的阻力增量，而使飞机总诱导阻力减小。

由于提高战斗机飞行性能一直是设计师们所追求的目标，所以如何降低飞机在配平状态的阻力间题始终是他们的研究课题。其中翼-身组合体和尾翼的型阻的下降会直接降低配平阻力，对于这项工作，气动力设计师们已经作了很大的努力。而另外一项阻力，尽管它所占比例可能较小，可以通过对翼一身组合体和尾翼之间巧妙的升力分配而得到.以便使总阻力最小的诱导阻力得到权衡。这就是所谓的配平阻力问题。2

计算方法

上式为飞机配平升力系数的计算式，其中是平尾偏角为零时刚性飞机的升力系数。当已知某一平尾偏角下飞机的升力曲线，就可以得到与之对应的配平机身迎角的升力系数，即为该状态下的配平升力系数。将各平尾偏角状态下的配平机身迎角与配平升力系数所对应的点连接起来，即可得到全机配平状态的升力曲线。具体的计算方法是:利用计算得到配平机身迎角，通过数据插值求得该迎角对应的配平升力系数。3