новости

Научно-популярный: Сколько типов профилей на крыльях самолета (1)

2024-08-24

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

От изобретения самолета братьями Райт до настоящего времени, помимо авиационной мощи, почти каждый крупный прорыв в авиационной технике неотделим от работ над крылом. Первое и самое простое — прямое крыло. Передняя и задняя кромки крыла перпендикулярны фюзеляжу, ширина крыла такая же ширина изнутри наружу. Такое крыло имеет простую конструкцию, легко изготавливается и более эффективно создает подъемную силу, но при этом имеет большее лобовое сопротивление. Рычаг подъемного момента приводит к тому, что сила, действующая на основание крыла, становится очень неблагоприятной.

На картинке выше показано самое простое прямое крыло на крыле.

Чтобы сбалансировать распределение подъемной силы, улучшить расчет силы крыла и уменьшить вес, прямое крыло можно сузить, постепенно сужая изнутри наружу, чтобы улучшить распределение подъемной силы, чтобы большая подъемная сила создавалась вблизи крыла. корень крыла, укоротите плечо момента и уменьшите нагрузку на корень крыла. Низкоскоростные простые небольшие самолеты могут использовать простые прямые крылья для снижения производственных затрат, но большинство самолетов с прямым крылом, требующих немного большего преследования, имеют определенную степень конусности.

Слегка коническое крыло, такое как у американского C-130, также считается прямым.

У конического прямого крыла передняя кромка может быть слегка сдвинута назад, а задняя кромка — слегка сдвинутой вперед. Между ними есть небольшая аэродинамическая разница, но она не меняет сути прямого крыла. При сильном увеличении скорости недостаток большого лобового сопротивления прямого крыла становится более очевидным, особенно при скорости, близкой к скорости звука.

Конус может сделать переднюю кромку слегка сдвинутой назад, как у DC-3.

Еще можно заднюю кромку сделать слегка сдвинутой вперед, как у С-130.

Потому что, когда самолет движется вперед, он оказывает давление на воздух перед собой точно так же, как нос корабля отталкивает волны перед собой. Волна давления передается наружу слой за слоем со скоростью звука, что является разделительной линией свойств воздуха. При полете на дозвуковой скорости воздух впереди под действием волн давления упорядоченно удаляется от самолета в обе стороны. Однако, когда самолет достигает скорости звука, волна давления уже не может мчаться перед самолетом и упорядоченно разделять воздух перед ним в обе стороны. Вместо этого волны давления сжимаются и становятся плотнее, как сплошная каменная стена. Самолет, летящий на околозвуковой скорости, натыкается на большую невидимую каменную стену. Неудивительно, что сопротивление увеличивается. В этом и заключается причина возникновения звукового барьера.

Эту невидимую каменную стену еще называют ударной волной.

По мере увеличения скорости фронт ударной волны приобретает конусообразную форму, угол наклона конуса назад увеличивается с увеличением скорости, а воздух за фронтом возвращается к дозвуковой скорости. Если прямое крыло стреловидно назад, как крыло ласточки, и «прячется» за фронтом ударной волны, создаваемой носом, можно избежать сопротивления ударной волны, вызванного самим крылом.

Неровные поверхности вызывают дополнительные косые ударные волны.

Немец Адольф Бусман предложил стреловидное крыло в 1930-х годах, но тогда оно не привлекло внимания людей.

Конечно, существует и черная технология легендарного главы государства.

Но на самом деле эффект стреловидности крыльев, позволяющий избежать сопротивления ударной волны, вызываемого самим крылом, уже отражен до того, как скорость самолета достигнет сверхзвуковой скорости. Крыло создает подъемную силу за счет ускорения воздушного потока на верхней поверхности, создавая разницу в скорости между воздушным потоком на верхней и нижней поверхностях, что, в свою очередь, приводит к разнице давлений. На высоких дозвуковых скоростях скорость воздушного потока на верхней поверхности крыла может превышать скорость звука. При использовании стреловидного крыла набегающий воздушный поток разлагается на составляющую, перпендикулярную передней кромке крыла (нормальная составляющая), и составляющую, параллельную передней кромке крыла (составляющая направления размаха) в соответствии с углом стреловидности. Обычный компонент создает подъемную силу, а компонент, направленный в направлении размаха. Компоненты не создают подъемной силы. Когда угол стреловидности равен нулю, нормальная составляющая равна набегающему потоку воздуха: чем больше угол стреловидности, тем меньше нормальная составляющая; То есть, используя соответствующий угол стреловидности, поток воздуха на верхней поверхности крыла высокодозвукового самолета можно уменьшить до скорости ниже скорости звука в нормальном направлении, чтобы избежать сопротивления ударной волны.

Угол косой ударной волны больше угла поворота плоскости. Это соотношение между ними.

Стреловидность крыла приводит к разложению компоненты скорости по размаху крыла и нормальному направлению. Нормальная составляющая меньше исходной скорости, что задерживает генерацию ударных волн.

Стреловидное крыло широко применяется на околозвуковых (в 0,8-1,2 раза превышающих скорость звука) и высоких дозвуковых самолетах, таких как истребитель J-6 и различные пассажирские самолеты Boeing и Airbus.

МиГ-15 и F-86 — первое поколение истребителей со стреловидным крылом. Оба истребителя являются дозвуковыми истребителями.

Британский «Лайтнинг», американский F-100 и советский МиГ-19 — первое поколение сверхзвуковых истребителей со стреловидным крылом.

При одинаковом размахе треугольное крыло имеет большую площадь крыла и большую подъемную силу; чем длиннее корневая часть крыла, тем меньше требуется структурного усиления и меньше вес при той же площади крыла. С другой стороны, характеристики сопротивления крыла определяются относительной толщиной, которая представляет собой отношение фактической толщины крыла к длине его хорды (расстоянию между передней и задней кромками крыла). Фактическая толщина и длина хорды крыла различаются в зависимости от положения размаха крыла, поэтому обычно используется соотношение толщины и длины хорды при размахе крыла 1/4. Треугольное крыло имеет более длинную хорду, и, хотя относительная толщина остается неизменной, фактическая толщина становится больше, что не только упрощает конструкцию и производство, но и способствует снижению веса, но также увеличивает внутренний объем крыла, что выгодно; увеличение запаса топлива в самолете.

Американский F-106

После 1950-х годов все меньше и меньше сверхзвуковых самолетов использовали крылья большой стреловидности, и большинство из них использовали треугольные крылья. Оба самолета J-8II и J-10 имеют треугольное крыло, а европейские «Тайфун», «Рафаль» и «Гриппен» также имеют треугольное крыло.

J-8IIM

J-10A

тайфун

порыв

И... слава третьего брата Индостана...

Далее идет трапециевидное крыло, но дельта-крыло не доминирует в мире. При полете на сверхзвуковой скорости крылья могут избежать сопротивления ударной волны, «спрятавшись» за передней частью ударного конуса. Другими словами, крыло с более коротким размахом также может обеспечить снижение сопротивления. Чтобы максимизировать площадь крыла и обеспечить достаточную подъемную силу, длину хорды крыла можно увеличить или даже сдвинуть прямую заднюю кромку вперед, образуя короткое трапециевидное крыло. Стреловидные крылья используют угол стреловидности для уменьшения сопротивления, но большой угол стреловидности приводит к большой составляющей размаха, вызывая потерю подъемной силы. Особенно на низких скоростях большой угол стреловидности приводит к «ускользанию» большой части встречного воздушного потока. Если он упадет, это вызовет проблему недостаточной подъемной силы на низких скоростях. Поэтому скорости взлета и посадки больших самолетов со стреловидным крылом, как правило, относительно высоки, а маневренность недостаточно хороша.

У дельта-крыла та же проблема. Напротив, трапециевидные крылья не полагаются на угол стреловидности для уменьшения сопротивления, поэтому угол стреловидности передней кромки крыла может быть меньше, что по своей природе ближе к прямому крылу с тем же размахом крыла и имеет лучшую подъемную силу. Однако размах трапециевидного крыла ограничен, поэтому конечный результат не обязательно лучше, чем у крыла большой стреловидности или треугольного крыла.

ВВС Пакистана также оснащены стреловидным крылом J-6, трапециевидным крылом F-104 и дельтовидным крылом Mirage III. Эта фотография лучше показывает характеристики трех самолетов одновременно.

По сравнению с треугольным крылом трапециевидное крыло используется реже, но все же есть некоторые преданные сторонники, особенно Northrop. Оба F-5 и F-18 имеют трапециевидное крыло. F-104 компании Lockheed также имеет трапециевидное крыло, но F-22 вышел за рамки традиционного трапециевидного крыла и находится где-то между трапециевидным и треугольным крылом.

Более интересную информацию можно найти в разделе: Свирепый бог на украинском поле боя: перечень российских самоходных артиллерийских установок.

По ощущениям он напоминает «рогату» и похож на ракетную установку, но на самом деле это миномет: британский противотанковый снаряд PIAT во Второй мировой войне

Какова цель кабины с бесшовными панорамными окнами на острове авианосца США? (замечательные фотографии)

Существует ли военно-морская палубная версия знаменитого высотного разведчика У-2? Вы когда-нибудь взлетали и садились на авианосец?

Железная стена неприступна: комплексное решение высокоплотной многоуровневой системы ПВО и ПРО Армии обороны Израиля