Крыло Дэвиса - Davis wing

Сверху сфотографирован B-24 Liberator, на котором видна конструкция крыла Дэвиса.

Крыло Дэвиса является Второй мировой войны самолет -era крыло дизайн , который был использован Consolidated Aircraft на Consolidated B-24 Liberator , а также другие модели. Аэродинамический профиль имел более низкий коэффициент лобового сопротивления, чем у большинства современных конструкций, что позволяло использовать более высокие скорости и создавало значительную подъемную силу при относительно малых углах атаки. Его использование в дизайне прекратилось почти сразу после Второй мировой войны .

Разработка и использование

Теория и тестирование

Летом 1937 года президент компании Consolidated Aircraft Рубен Х. Флит встретился с Дэвидом Р. Дэвисом . Дэвис был внештатным авиационным инженером, который искал средства на разработку своего аэродинамического профиля «Жидкая фольга». Дэвис разработал профиль «в обратном направлении», начав с базовой формы капли с низким сопротивлением, а затем изменив ее для обеспечения подъемной силы. По сравнению с обычными конструкциями, конструкция Дэвиса была относительно толстой, с короткой хордой, но при этом достаточно глубокой, чтобы обеспечить высокое соотношение сторон . Дэвис утверждал, что новое крыло будет предлагать меньшее лобовое сопротивление по сравнению с использовавшимися тогда конструкциями и обеспечит значительную подъемную силу даже при небольшом угле атаки . Вдобавок толщина крыла давала место для хранения топлива или даже для двигателей - идея, которая была модной в то время.

Он обратился в Consolidated с просьбой лицензировать его для своих больших летающих лодок . Способность создавать подъемную силу при малых углах атаки делала его особенно привлекательным для летающих лодок, потому что это уменьшало необходимость поднимать носовую часть для взлета и посадки, что было ограничено у летающих лодок поверхностью воды. Ни Флит, ни Исаак М. Лэддон , главный инженер Consolidated, не были впечатлены, и Дэвис не смог убедить их опробовать его новую конструкцию.

Однако через несколько дней Лэддон передумал и убедил Флит оплатить строительство модели и испытание крыла в аэродинамической трубе в Калифорнийском технологическом институте . Они намеревались сравнить дизайн с тем, что было разработано собственными силами. Первоначальные результаты испытаний в аэродинамической трубе Калифорнийского технологического института были неутешительными. Инструменты тестирования не подтвердили прогнозы Дэвиса. Тем не менее, Дэвис и другие определили, что приборы в аэродинамической трубе Калифорнийского технологического института были недостаточно чувствительны для обнаружения улучшений по результатам испытаний крыльев Дэвиса, несмотря на то, что в то время были одними из самых сложных в своем роде. После повторной калибровки приборов в аэродинамической трубе Калифорнийского технологического института испытания показали значительно улучшенные показания.

Результаты испытаний в аэродинамической трубе были настолько хорошими, что инженеры были настроены скептически. Калифорнийский технологический институт повторно откалибровал свою аэродинамическую трубу и запустил их во второй раз, а затем в третий. Когда он представил свой отчет Consolidated, он указал, что крыло, похоже, соответствует всем требованиям, но Caltech также предположил, что это может быть случайность в аэродинамической трубе, что дает хорошие результаты только в туннеле. Это обычная проблема, поскольку стены туннеля влияют на результаты, увеличивая эффективное соотношение сторон, иначе использованное число Рейнольдса могло быть неверным.

Использование в реальном мире

B-32 Dominator в полете

Флот разрешил использовать его на новой летающей лодке Consolidated с двумя двигателями, Model 31 XP4Y Corregidor . Модель 31 совершила свой первый полет 5 мая 1939 года, оправдав крыло Дэвиса. К этому моменту Consolidated уже работала над секретным проектом нового бомбардировщика, который улучшит входящий в строй Boeing B-17 Flying Fortress , и для этого проекта также выбрала крыло Дэвиса. Модель 32, которая впоследствии стала B-24 Liberator, впервые поднялась в воздух 29 декабря 1939 года. Такое же базовое крыло будет выбрано и для Consolidated B-32 Dominator .

Ограничения и отказ

Лишь позже была правильно понята причина работы крыла Дэвиса. В основном из-за аварии форма поддерживала ламинарный поток дальше от передней кромки , примерно до 20-30% хорды по сравнению с 5-20%, которыми управляли большинство профильных секций того времени. Хотя в более поздних конструкциях это значительно улучшилось, при этом некоторые поддерживали ламинарный поток до 60% хорды, крыло Дэвиса представляло собой большое улучшение в то время.

Толстый профиль крыла быстро привел к его замене. Хотя аэродинамические испытания до войны продемонстрировали, что сопротивление на высоких скоростях тесно связано с толстыми профилями крыла из-за волнового сопротивления , только в конце войны более высокие скорости сделали эту проблему неразрешимой. По мере увеличения скорости самолетов уменьшенное сопротивление крыла Дэвиса на малых скоростях не могло компенсировать его повышенное сопротивление на высоких скоростях.

использованная литература

Библиография

внешние ссылки