Конфигурация крыла - Wing configuration

Спитфайр крыло может быть классифицировано как: «обычным низкорасположенным крылом консольного моноплан с нестреловидными эллиптическими крылами умеренного соотношения сторон и небольшим двугранным углом».

Конфигурации крыла из самолетов ( в том числе как планеров и силовых самолетов ) является его расположением подъема и связанных с ними поверхности.

Конструкции самолетов часто классифицируют по конфигурации крыла . Например, Supermarine Spitfire - это обычный свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом прямой эллиптической формы в плане с умеренным удлинением и небольшим двугранным углом.

Было испробовано множество вариантов. Иногда различие между ними нечеткое, например, крылья многих современных боевых самолетов могут быть описаны либо как обрезанные составные дельты с (вперед или назад) стреловидной задней кромкой, либо как резко заостренные стреловидные крылья с большими удлинениями передней кромки (или LERX). ). Поэтому некоторые из них дублируются здесь более чем под одним заголовком. Это особенно актуально для крыла с изменяемой геометрией и комбинированного (закрытого) типа крыла.

Большинство описанных здесь конфигураций использовались (хотя и очень кратко) на полноразмерных самолетах. Также следует отметить несколько важных теоретических разработок.

Примечание по терминологии: у большинства самолетов с неподвижным крылом левое и правое крылья расположены симметрично. Строго такая пара крыльев называется самолетом крыла или просто самолетом. Однако в определенных ситуациях самолет обычно называют крылом, например, «биплан имеет два крыла», или обозначают все как крыло, например «крыло биплана имеет две плоскости». Там, где смысл ясен, в этой статье используется обычное употребление, но уточняется только там, где это необходимо, чтобы избежать реальной двусмысленности или неточности.

Количество и положение главных плоскостей

Самолеты могут иметь разное количество крыльев:

  • Моноплан : одноплан . С 1930-х годов большинство самолетов были монопланами. Крыло может быть установлено в различных положениях относительно фюзеляжа :
    • Низкое крыло : устанавливается рядом или ниже нижней части фюзеляжа.
    • Среднее крыло : установлено примерно посередине фюзеляжа.
    • Плечевое крыло : устанавливается в верхней части или «плече» фюзеляжа, немного ниже верхней части фюзеляжа. Плечевое крыло иногда считается подтипом высокого крыла.
    • Высокое крыло : установлено на верхней части фюзеляжа. В отличие от плечевого крыла, применяется к крылу, установленному на выступе (например, на крыше кабины) над верхней частью основного фюзеляжа.
    • Крыло-зонтик : приподнято над верхней частью фюзеляжа, обычно с помощью распорок кабана , пилона (ей) или пьедестала (ей).
""
Низкое крыло
""
Среднее крыло
""
Плечевое крыло
""
Высокое крыло
""
Крыло зонтика

Самолет с неподвижным крылом может иметь более одной плоскости крыла, установленных друг над другом:

  • Биплан : две плоскости крыльев одинакового размера, расположенные одна над другой. Биплан по своей сути легче и прочнее моноплана и был наиболее распространенной конфигурацией до 1930-х годов. Самым первым Wright Flyer I был биплан.
    • Биплан с разным размахом : биплан, в котором одно крыло (обычно нижнее) короче другого, как на Curtiss JN-4 Jenny времен Первой мировой войны.
    • Полуторный самолет : буквально «полуторный самолет» - это тип биплана, в котором нижнее крыло значительно меньше верхнего крыла либо по размаху, либо по хорде, либо по обоим направлениям. Nieuport 17 Первой мировой войны был особенно успешным.
    • Перевернутый полутораплан : имеет значительно меньшее верхнее крыло. Fiat CR.1 был в производстве в течение многих лет.
    • Биплан Буземана : теоретическая сверхзвуковая конфигурация крыла, в которой ударные волны между плоскостями крыла интерферируют, уменьшая их энергию и волновое сопротивление.
""
Биплан
""
Неравнопролетный биплан
""
Sesquiplane
""
Перевернутый полутораплан
""
Биплан Буземанна в разрезе
  • Триплан : три самолета, расположенные друг над другом. Такие трипланы, как Fokker Dr.I, недолго пользовались популярностью во время Первой мировой войны из-за их маневренности, но вскоре были заменены улучшенными бипланами.
  • Квадруплан : четыре плоскости, расположенные одна над другой. Небольшое количество Armstrong Whitworth FK10 было построено во время Первой мировой войны, но так и не поступило на вооружение.
  • Многоплоскость : много плоскостей, иногда используется для обозначения более одного или нескольких произвольных чисел. Этот термин иногда применяется к устройствам, уложенным в тандем или вертикально. Мультиплан Горацио Фредерика Филлипса 1907 годауспешно пролетел с двумя сотнями крыльев крыльев. См. Также тандемное крыло ниже.
""
Триплан
""
Квадруплан
""
Многоплоскость

В шахматной конструкции верхнее крыло немного впереди нижнего. Долгое время думали о том, чтобы уменьшить помехи, вызванные смешиванием воздуха низкого давления над нижним крылом с воздухом высокого давления под верхним крылом; однако улучшение минимально, и его основное преимущество заключается в улучшении доступа к фюзеляжу. Это характерно для многих успешных бипланов и трипланов. Обратное шатание также наблюдается в нескольких примерах, таких как Beechcraft Staggerwing .

""
Биплан без ступенек
""
Нападающие шатаются
""
Шатание назад
  • Тандем крыла конструкция имеет два крыла, один за другим: см горизонтальное оперение и ПГО ниже. Некоторые ранние типы имели тандемные стеки из нескольких самолетов, например, летающая лодка Caproni Ca.60 с девятью крыльями и тремя стеками триплана в тандеме.
  • Крестообразное крыло представляет собой набор из четырех отдельных крыл , расположенных в форме креста . Крест может иметь любую из двух форм:
    • Крылья равномерно распределены по поперечному сечению фюзеляжа, лежат в двух плоскостях под прямым углом, как у типичной ракеты .
    • Крылья лежат вместе в единой горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, как в крестообразном крыле несущего винта или крестообразном крыле.
""
Крестообразное крыло оружие
""
Крестообразное крыло ротора или X-образное крыло ротора

Опора крыла

Чтобы поддерживать себя, крыло должно быть жестким и прочным и, следовательно, может быть тяжелым. Добавив внешние распорки, можно значительно уменьшить вес. Первоначально такие распорки присутствовали всегда, но они вызывают большое сопротивление на более высоких скоростях и не использовались для более быстрых конструкций с начала 1930-х годов.

Типы бывают:

  • Консольные : самонесущие. Вся конструкция скрыта под аэродинамической обшивкой, что обеспечивает чистый внешний вид с низким сопротивлением.
  • Подкрепленный : крылья поддерживаются внешними конструктивными элементами. Почти все многоплоскостные конструкции скреплены. Некоторые монопланы, особенно ранние конструкции, такие как Fokker Eindecker , также усилены для снижения веса. Подкатные крылья бывают двух типов:
    • Распорка подкоса : одна или несколько жестких распорок помогают поддерживать крыло, как на Fokker D.VII . Стойка может воздействовать на сжатие или растяжение в различных точках режима полета.
    • Проволока скреплена : одна (как на Boeing P-26 Peashooter ) или, чаще, в дополнение к стойкам, натяжные тросы также помогают поддерживать крыло. В отличие от подкоса, проволока может действовать только на растяжение.
""
""
Консольный
""
""
Распорка распорная
""
""
Проволока скрепленная
Скрепленная многоплоскость может иметь один или несколько «отсеков», которые представляют собой отсеки, созданные путем добавления межплоскостных распорок; количество отсеков относится только к одной стороне панелей крыла самолета. Например, de Havilland Tiger Moth - это одноместный биплан, а Bristol F.2 Fighter - двухсекционный биплан.
""
Одноместный биплан
""
Биплан с двумя отсеками
  • Закрытое крыло : две плоскости крыла каким-либо образом сливаются или соединяются конструктивно на концах или рядом с ними. Это делает конструкцию более жесткой и может снизить аэродинамические потери на концах. Варианты включают:
    • Крыло коробчатого типа : верхняя и нижняя плоскости соединены между их вершинами вертикальным плавником. Первый официально засвидетельствованный взлет и полет без посторонней помощи , 14-бис Сантос-Дюмона , использовал эту конфигурацию, и некоторые бипланы Dunne также были этого типа. Также были изучены тандемные крылья коробки (см. Описание сочлененного крыла ниже).
    • Кольцевое крыло коробчатого типа: тип крыла коробчатого типа, вертикальные ребра которого непрерывно изгибаются, плавно переходя в законцовки крыла. Ранним примером был Blériot III , который имел два тандемных кольцевых крыла.
    • Кольцевая (цилиндрическая) : крыло имеет форму цилиндра. Coléoptère имел концентрические крыло и фюзеляж. Он взлетел и приземлился вертикально, но так и не достиг перехода в горизонтальный полет. Были предложены примеры с крылом, установленным на верхней части фюзеляжа, но они так и не были построены.
    • Кольцевая (плоская) : крыло имеет форму диска с отверстием. Несколько кольцевых монопланов Ли-Ричардса совершили полет незадолго до Первой мировой войны.
    • Соединенное крыло : тандемная компоновка, при которой переднее низкое крыло движется назад и / или заднее высокое крыло движется вперед так, что они соединяются на концах или рядом с ними, образуя непрерывную поверхность в форме полого ромба или треугольника. Лигети Stratos является редким примером.
      • Ромбовидное крыло : соединенное крыло, состоящее из четырех поверхностей в ромбовидном порядке. Эдвардс ромбовидной биплан 1911 имел оба крыла в одной плоскости и не летать.
""
Крыло коробки
""
Крыло кольцевого короба
""
Цилиндрическое крыло
""
Сочлененное крыло
""
Плоское кольцевое крыло
""
Ромбовидное крыло

Крылья также можно охарактеризовать как:

  • Жесткий : достаточно жесткий, чтобы сохранять профиль крыла в различных условиях воздушного потока. Жесткое крыло может иметь внешние распорки и / или тканевое покрытие.
  • Гибкость :
    • Поверхность может быть гибкой, обычно тонкой мембраной. Требуются внешние распорки и / или давление ветра для сохранения формы крыла . Общие типы включают крыло Rogallo , парафойл и большинство воздушных змеев .
    • В остальном жесткая конструкция может быть спроектирована с возможностью гибкости либо потому, что она по своей природе аэроупругая, как в аэроизоклиническом крыле , либо потому, что активно вносятся изменения формы.
""
Жесткое треугольное крыло
""
Гибкое крыло Rogallo

Форма крыла в плане

Форма крыла в плане - это силуэт крыла, если смотреть сверху или снизу.

См. Также типы с изменяемой геометрией, которые изменяют форму крыла в плане во время полета.

Соотношение сторон

Соотношение сторон является оболочка , деленное на среднее или среднее хорды. Это показатель того, насколько длинным и тонким кажется крыло, если смотреть сверху или снизу.

  • Низкое удлинение : короткое и короткое крыло. Более эффективная конструкция и более высокая мгновенная скорость крена. Они, как правило, используются на истребителях, таких как Lockheed F-104 Starfighter , и на очень высокоскоростных самолетах, включая North American X-15 .
  • Умеренное удлинение : крыло общего назначения, очень широко используется, например, на транспорте Douglas DC-3 .
  • Высокое удлинение : длинное и тонкое крыло. Более эффективный аэродинамически, с меньшим сопротивлением. Они, как правило, используются на высотных дозвуковых самолетах, таких как авиалайнеры, такие как Bombardier Dash 8, и на высокопроизводительных планерах, таких как Glaser-Dirks DG-500 .
""
Низкое соотношение сторон
""
Среднее соотношение сторон
""
Высокое соотношение сторон

Большинство конфигураций с изменяемой геометрией изменяют соотношение сторон каким-либо образом, намеренно или как побочный эффект.

Вариация аккорда вдоль пролета

Крыла хорды можно варьировать вдоль размаха крыла, как для структурных и аэродинамических причин.

  • Постоянная хорда : параллельные передние и задние кромки. Самый простой в изготовлении и распространенный там, где важна низкая стоимость, например, на Piper J-3 Cub, но неэффективен, поскольку внешняя часть создает небольшую подъемную силу, одновременно увеличивая вес и сопротивление. Иногда его называют крылом Hershey Bar в Северной Америке из-за его сходства по форме с плиткой шоколада.
  • Конический : крыло сужается к кончику. Конструктивно и аэродинамически более эффективно, чем крыло с постоянной хордой, и проще в изготовлении, чем крыло эллиптического типа.
    • Трапециевидная форма : коническое крыло с прямыми передней и задней кромками: может быть без стреловидности или стреловидности. Прямые конические крыла являются одним из наиболее распространенных крыла планформа, как видно на Messerschmitt Bf 109 .
    • Обратно конусообразный : крыло наиболее широкое у кончика. Конструктивно неэффективен, что приводит к большому весу. Экспериментально летал на XF-91 Thunderceptor в попытке преодолеть проблемы сваливания из-за стреловидности крыльев.
    • Составной конус : конус обращен к корню. Обычно укрепляется для сохранения жесткости. Используется на самолетах для сотрудничества с армией Westland Lysander для увеличения видимости для экипажа.
  • Постоянная хорда с сужающейся внешней частью : распространенный вариант, например, на многих типах Cessna .
""
Постоянный аккорд
""
Конический (трапециевидный)
""
Обратный конический
""
Состав конический
""
Постоянный пояс,
сужающийся снаружи
  • Эллиптическая : передняя и задняя кромки изогнуты таким образом, что длина хорды изменяется эллиптически по отношению к размаху. Теоретически самый эффективный, но сложный в изготовлении. Известно, что используется на Supermarine Spitfire . (Обратите внимание, что втеории аэродинамики термин «эллиптический» описывает оптимальное распределение подъемной силы по крылу, а не его форму).
    • Полуэллиптическая : только передняя или задняя кромка имеет эллиптическую форму, а другая - прямая, как и в случае с эллиптической задней кромкой Северского P-35 .
""
Эллиптический
""
Полуэллиптический
  • Крыло птицы : изогнутая форма, похожая на вытянутое крыло птицы. Популярно в первые годы и добился определенного успеха на Этрих Таубе, где его форма в плане была вдохновлена семенами занонии ( Alsomitra macrocarpa ).
  • Крыло летучей мыши : форма с радиальными ребрами жесткости. Уайтхед № 21 1901 года был предметом претензий к первому управляемому механическому полету.
  • Круговой : приблизительно круглая форма в плане. Воут XF5U использовал большие пропеллеры вблизи кончиковкоторые Воут утверждалрастрачиваются его Wingtip завихрения и имел интегральные оперения для стабильности.
    • Летающая тарелка : круглое летающее крыло. По своей сути нестабильно, как продемонстрировал Avrocar .
    • Дисковое крыло : вариант, при котором вращается весь диск. Популярно на таких игрушках, как фрисби .
    • Плоское кольцевое крыло : круг имеет отверстие, образующее закрытое крыло (см. Выше). Ли-Richards кольцеобразных монопланы вылетели незадолго до начала Первой мировой войны.
""
Птичий
""
Летучая мышь
""
Круговой
""
Летающая тарелка
""
Плоское кольцевое
  • Дельта : треугольная форма в плане со стреловидной передней кромкой и прямой задней кромкой. Обладает преимуществами стреловидного крыла с хорошей конструктивной эффективностью и низкой лобовой площадью. Недостатками являются низкая нагрузка на крыло и большая площадь смачиваемой поверхности, необходимая для достижения аэродинамической устойчивости. Варианты:
    • Бесхвостая дельта : классическая высокоскоростная конструкция, используемая, например, в серии Dassault Mirage III .
    • Хвостовая дельта : добавляет обычное хвостовое оперение для улучшения управляемости. Используется на МиГ-21 Микоян-Гуревич .
    • Обрезанная дельта : кончики крыльев обрезаны. Это помогает избежать лобового сопротивления при больших углах атаки. У Fairey Delta 1 тоже был хвост. В крайнем случае сливается с конфигурацией «коническая стреловидность».
    • Сложная дельта или двойная дельта : внутренняя часть имеет (обычно) более крутой ход передней кромки, как на Saab Draken . Это улучшает подъемную силу при больших углах атаки и задерживает или предотвращает сваливание. В отличие от этого, Saab Viggen имеет внутреннюю часть с уменьшенной стреловидностью, чтобы избежать помех от его переднего утка.
    • Дельта Огивала : плавно переходящая двойная кривая «рюмки», охватывающая передние кромки и вершину обрезанной составной дельты. Встречается в бесхвостой форме на сверхзвуковых транспортных средствах « Конкорд» .
""
Бесхвостая дельта
""
Хвостатая дельта
""
Обрезанная дельта
""
Составная дельта
""
Дельта Огивала

Стреловидность крыла

Крылья могут быть отклонены назад, а иногда и вперед по разным причинам. Иногда используется небольшая стреловидность для регулировки центра подъемной силы, когда крыло не может быть закреплено в идеальном положении по какой-либо причине, например, из-за видимости пилота из кабины. Другие варианты использования описаны ниже.

  • Прямо : проходит под прямым углом к ​​линии полета. Наиболее конструктивно эффективное крыло, оно было характерно для низкоскоростных конструкций с самых первых дней существования Wright Flyer .
  • Стреловидное назад (также известное как «стреловидное крыло»): крыло движется назад от корня до кончика. В ранних бесхвостых примерах, таких как самолет Dunne , это позволяло внешней секции крыла действовать как обычное оперение (хвост) для обеспечения аэродинамической устойчивости. На околозвуковых скоростях стреловидные крылья имеют меньшее сопротивление, но могут плохо управляться в сваливании или рядом с ним и требуют высокой жесткости, чтобы избежать аэроупругости на высоких скоростях. Часто встречается в высокодозвуковых и ранних сверхзвуковых конструкциях, таких как Hawker Hunter .
  • Стреловидность вперед : крыло наклонено вперед от корня. Преимущества аналогичны обратной стреловидности, также он позволяет избежать проблем с сваливанием и имеет меньшие потери в законцовке, что позволяет уменьшить крыло, но требует еще большей жесткости, чтобы избежать аэроупругого флаттера, как на Су-47 . В HFB 320 Hansa Jet использовалась передняя стреловидность, чтобы лонжерон крыла не проходил через кабину. Небольшие плечевые самолеты могут использовать прямую стреловидность для поддержания правильного ЦТ .

Некоторые типы изменяемой геометрии изменяют стреловидность крыла во время полета:

  • Качающееся крыло : также называется «крыло переменной стреловидности». Левое и правое крылья изменяют свою стреловидность вместе, обычно назад. Встречается в нескольких типах военных самолетов, таких как General Dynamics F-111 Aardvark .
  • Наклонное крыло : одиночное крыло с полным размахом поворачивается вокруг своей средней точки, так что одна сторона движется назад, а другая - вперед. Летал наисследовательском самолете NASA AD-1 .
""
Прямой
""
Развернутый
""
Прямая стрела
""
Регулируемая стреловидность
(поворотное крыло)
""

Наклонное крыло с изменяемой геометрией

Вариация развертки по размаху

Угол стреловидности крыла также можно изменять или изгибать по размаху:

  • Серповидный : внешняя часть крыла имеет менее резкую стреловидность, чем внутренняя, для достижения наилучшего компромисса междузадержкой трансзвуковой ударной волны и управлением потоком по размаху . Используется на странице Виктора Хэндли .
  • Изогнутая стрела : аэродинамически идентична составной дельте, но с задней кромкой, также загнутой внутрь. Экспериментально опробован на General Dynamics F-16XL .
  • M-wing : внутренняя секция крыла движется вперед, а внешняя секция - назад. Обеспечивает большую стреловидность крыла, сводя к минимуму нежелательные эффекты аэроупругого изгиба . Периодически изучается, но никогда не используется на самолетах.
  • W-крыло : перевернутое M-крыло. Предложено для Blohm & Voss P.188, но изучено даже меньше, чем M-wing, и в конце концов никогда не использовалось.
""
Полумесяц
""
Изогнутая стрела
""
М-крыло
""
W-крыло

Асимметричный

На некоторых асимметричных самолетах левая и правая стороны не являются зеркальным отображением друг друга:

  • Асимметричная компоновка : у Blohm & Voss BV 141 фюзеляж и гондола экипажа были смещены с обеих сторон, чтобы обеспечить экипажу хороший обзор.
  • Асимметричный размах : на нескольких итальянских истребителях, таких как Ansaldo SVA , одно крыло было немного длиннее другого, чтобы снизить крутящий момент двигателя.
  • Наклонное крыло : одно крыло движется вперед, другое - назад. НАСА AD-1 имел структуру крыла полного диапазона с переменной стреловидностью.
"" "" ""
Асимметричный Противодействие крутящему моменту за
счет асимметричного диапазона

Наклонное крыло с изменяемой геометрией

Хвостовые и фокальные самолеты

Классическое крыло с крыловым профилем нестабильно по тангажу и требует некоторой формы горизонтальной стабилизирующей поверхности. Кроме того, он не может обеспечить какой-либо значительный контроль по тангажу, требуя отдельной поверхности управления (руля высоты), установленной где-либо еще - обычно на горизонтальном стабилизаторе.

  • Обычный : поверхность " хвостового оперения " в задней части самолета, образующая часть хвостового оперения или оперения . Это не стало конвенцией в течение нескольких лет после Райтов, и Blériot VII 1907 года стал первым успешным примером.
  • Canard : поверхность "форплана" в передней части самолета. Обычное дело в первые годы, но с начала Первой мировой войны ни одна серийная модель не появлялась до Saab Viggen в 1967 году.
  • Тандем : два основных крыла, одно за другим. Оба обеспечивают значительный подъем. Примером может служить Rutan Quickie . Для обеспечения продольной устойчивости крылья должны различаться по аэродинамическим характеристикам: обычно угол падения и / или выбранные крылья у двух крыльев различаются.
  • Три поверхности : как обычное оперение, так и вспомогательные утки. Современные примеры включают Су-33 ,то время как примеры первоначальных включают Вуазены-Фарман I .
  • Подвесное хвостовое оперение : разделено на две части, каждая половина которого установлена ​​на короткой стреле сразу за и снаружи законцовки крыла. Он состоит из подвесных горизонтальных стабилизаторов (OHS) и может включать или не включать дополнительные вертикальные стабилизаторы (киль), смонтированные на стреле. В этом положении поверхности хвостового оперения конструктивно взаимодействуют с вихрями законцовки крыла, что значительно снижает сопротивление. Используется для масштабированных композитов SpaceShipOne .
  • Бесхвостый : без отдельной поверхности ни спереди, ни сзади. Подъемная и стабилизирующая поверхности могут быть совмещены в одной плоскости, как на Short SB.4 Sherpa, у которого все части законцовки крыла выполняли роль элевонов . В качестве альтернативы профиль крыла может быть изменен для обеспечения собственной устойчивости, как на Dunne D.5 . Самолеты, имеющие хвостовое оперение, но не имеющее вертикального оперения, также называются «бесхвостыми».
""
Обычный хвост
""
Слух
""
Тандем
""
Три поверхности
""
Подвесной хвост
""
Бесхвостый

Двугранный и соборный

Наклон крыльев вверх или вниз по размаху от основания до кончика может помочь решить различные конструктивные проблемы, такие как устойчивость и управляемость в полете.

  • Двугранный : кончики выше корня, как у Santos-Dumont 14-bis , что при взгляде спереди дает неглубокую V-образную форму. Добавляет боковую устойчивость.
  • Собор или собор : кончики ниже корня, как у первого летчика Райта ; противоположность двугранной. Используется для снижения стабильности, когда некоторые другие функции приводят к слишком высокой стабильности.

Некоторые бипланы имеют разную степень двугранности / угла на разных крыльях. Сопвич верблюд имел плоскую верхнюю обойму и двугранный на нижнем крыле, в то время как Hanriot HD-1 имел двугранный на верхней поверхности крыла , но ни на нижней части .

""
Двугранный
 
""
Собор
 
""
Биплан с двугранным углом
на обоих крыльях
""
Биплан с двугранным углом
на нижнем крыле

В изогнутом или многогранном крыле двугранный угол меняется по размаху. (Обратите внимание, что описание «изогнутый» используется по-разному. См. Также форму стрелки « Изогнутый» в плане.)

  • Крыло чайки : острый двугранный на корневой части крыла, мало или совсем отсутствует на основной части, как наистребителе PZL P.11 . Иногда используется для улучшения обзора вперед и вверх и может использоваться в качестве верхнего крыла на биплане, как на Поликарпов И-153 .
  • Перевернутое крыло чайки : угловое на корневом участке, двугранное на основном участке. Противоположность крылу чайки. Может использоваться для уменьшения длины опор шасси, установленного на крыле, с одновременным приподнятым фюзеляжем, как на немецкомпикирующем бомбардировщике Junkers Ju 87 Stuka .
  • Криволинейная или скошенная законцовка : концевое сечение двугранное отличается от основного крыла. Наконечники могут иметь направленный вверх двугранный угол, как у F-4 Phantom II, или направленный вниз, как на Northrop XP-56 Black Bullet .
""
Крыло чайки
""
Перевернутое крыло чайки
""
Двугранные кончики
""
Наконечники кафедрального собора
  • Крыла канала включает в себя секцию крыла , образуя частичный канал вокруг или непосредственно за винтом. Летал с 1942 года только в виде прототипа, особенно на самолетах Custer Channel Wing .
""
Швеллерное крыло

Крылья против тел

Некоторые конструкции не имеют четкого соединения крыла и фюзеляжа или корпуса. Это может быть потому, что один или другой из них отсутствует, или потому, что они сливаются друг с другом:

  • Летающее крыло : у самолета нет отчетливого фюзеляжа или горизонтального оперения (хотя могут присутствовать плавники и гондолы, пузыри и т. Д.), Как на бомбардировщике-невидимке B-2 .
  • Комбинированный корпус или комбинированный корпус крыла : плавный переход между крылом и фюзеляжем без жесткой разделительной линии. Уменьшает смачиваемую площадь, а также может уменьшить помехи между воздушным потоком над корневой частью крыла и любым прилегающим телом, в обоих случаях уменьшая сопротивление. Локхид SR-71 spyplane иллюстрирует этот подход.
  • Подъемный корпус : у самолета отсутствуют идентифицируемые крылья, но он полагается на фюзеляж (обычно на высоких скоростях или больших углах атаки) для обеспечения аэродинамической подъемной силы, как на X-24 .
""
""
Летающее крыло
""
""
Смешанное тело
""
""
Подъемное тело

Некоторые конструкции могут попадать в несколько категорий в зависимости от интерпретации, например, многие БЛА или дроны можно рассматривать либо как бесхвостое смешанное крыло, либо как летающее крыло с глубокой центральной хордой.

Изменяемая геометрия

С изменяемой геометрией самолет может изменить свою физическую конфигурацию во время полета.

Некоторые типы плавсредств с изменяемой геометрией переходят между конфигурациями с неподвижным крылом и вращающимся крылом. Для получения дополнительной информации об этих гибридах см. Лифт с приводом .

Изменяемая форма в плане

  • Крыло изменяемой стреловидности или качающееся крыло . Левое и правое крылья изменяют свою стреловидность вместе, обычно назад. Первая успешная стреловидность крыла в полете была проведена на Bell X-5 в начале 1950-х годов. В Beech Starship только носовые части "утка" имеют переменную стреловидность.
  • Наклонное крыло : одиночное крыло с полным размахом поворачивается вокруг своей средней точки, как это используется на NASA AD-1 , так что одна сторона движется назад, а другая - вперед.
  • Телескопическое крыло : внешняя часть крыла телескопическая над или внутри внутренней части крыла, с изменяющимся размахом, удлинением и площадью крыла, как на планере FS-29 TF .
  • Съемное крыло . В исследовании WS110A было предложено длинное крыло для дозвукового взлета и крейсерского полета, которое затем отделяло внешние панели, оставляя крыло с коротким размахом для сверхзвукового полета. (См. Также Скользящее крыло ниже.)
  • Расширяющееся крыло или расширяющееся крыло : часть крыла убирается в основную конструкцию самолета для уменьшения лобового сопротивления и низковысотного упора для высокоскоростного полета и выдвигается только для взлета, крейсерского полета на малой скорости и посадки. Жерно Varivol биплан, который пролетел в 1936 году, расширил передние и задние кромки , чтобы увеличить площадь крыла.
""
Регулируемая стреловидность
(поворотное крыло)
""

Наклонное крыло с изменяемой геометрией
 
""
Телескопическое крыло
 
""
Расширяющееся крыло
 
  • Складывающееся крыло : часть крыла выдвигается для взлета и посадки и складывается для высокоскоростного полета. Внешние части крыла XB-70 Valkyrie складывались во время сверхзвукового крейсерского полета. (У многих самолетов есть крылья, которые можно сложить для хранения на земле или на борту корабля; это не складывающиеся крылья в том смысле, который здесь используется.)
""
Складывающееся крыло

Переменный раздел

  • Переменный угол падения : плоскость крыла может наклоняться вверх или вниз относительно фюзеляжа. Крыло Vought F-8 Crusader было повернуто, поднимая переднюю кромку при взлете для улучшения характеристик. Если на крыле установлены винтовые винты с приводом от двигателя, чтобы обеспечить вертикальный взлет иливыполнение STOVL , он попадает вкатегорию двигателей с механической подъемной силой .
  • Переменный развал : секции передней и / или задней кромки всего шарнира крыла для увеличения эффективного изгиба крыла, а иногда и его площади. Это увеличивает маневренность. Ранний экземпляр был запущен на Westland N 16 в 1917 году.
  • Переменная толщина : центральную часть верхнего крыла можно поднять для увеличения толщины крыла и развала при посадке и взлете и уменьшить для увеличения скорости. Чарльз Рошвиль и другие управляли экспериментальными самолетами.
""

Крыло с изменяемым углом падения
""
Крыло с изменяемым развалом
""
Аэродинамическое покрытие переменной толщины

Полиморфизм

Полиморфное крыло имеет возможность изменить количество плоскостей в полете. Никитин-Шевченко «складные истребители» прототипы были способны трансформироваться между бипланами и монопланными конфигурациями после взлета путем складывания нижнего крыла в полость в верхней поверхности крыла.

Крыла скольжения является вариацией на полиморфные идеи, в результате чего низкорасположенного крыла моноплан был оснащен вторым съемным «скольжение» крылом над ней , чтобы помочь взлету, который затем был выброшен за борт , как только в воздухе. Идея впервые была реализована на экспериментальном Hillson Bi-mono .

""
Полиморфное крыло
""
Скользящее крыло

Незначительные независимые поверхности

Различные второстепенные поверхности

Самолет может иметь дополнительные второстепенные аэродинамические поверхности. Некоторые из них рассматриваются как часть общей конфигурации крыла:

  • Крыло : небольшой плавник на конце крыла, обычно обращенный вверх. Уменьшает размер вихрей, излучаемых законцовкой крыла, и, следовательно, лобовое сопротивление.
  • Стрейк : небольшая поверхность, обычно длиннее, чем ширина, закрепленная на фюзеляже. Ремни могут быть расположены в различных положениях для улучшения аэродинамических характеристик. Расширения корней передней кромки (LERX) также иногда называют обвязками крыла.
  • Подбородок : профиль с острыми краями, идущий вдоль фюзеляжа. При аэродинамическом использовании он расширяется наружу, образуя подъемную поверхность, обычно переходящую в основное крыло. Помимо улучшения управляемости на низкой скорости (большой угол атаки), он обеспечивает дополнительную подъемную силу на высоких сверхзвуковых скоростях для минимального увеличения лобового сопротивления. Виден на Lockheed SR-71 Blackbird .
  • Усы : небольшая поверхность утка с большим соотношением сторон , не имеющая подвижной поверхности управления. Обычно убирается для полета на высокой скорости. Направляет воздух вниз на основание крыла, чтобы задержать срыв. Видно на Dassault Milan .

Дополнительные второстепенные функции

Дополнительные второстепенные особенности могут быть применены к существующей аэродинамической поверхности, такой как основное крыло:

Высокий подъем

Устройства с высоким подъемом

Устройства с высоким подъемом поддерживают подъемную силу на низких скоростях и задерживают срыв, чтобы обеспечить более низкие скорости взлета и посадки:

  • Предкрылок и прорезь : предкрылок передней кромки - это небольшая аэродинамическая крыша, простирающаяся перед основной передней кромкой. Зазор по размаху позади него образует прорезь на передней кромке. Воздух, проходящий через прорезь, отклоняется назад предкрылком и обтекает крыло, позволяя летательному аппарату летать с более низкими скоростями воздуха без разделения потока или сваливания. Рейка может быть фиксированной или выдвижной.
  • Закрылок : шарнирная аэродинамическая поверхность, обычно на задней кромке, которая поворачивается вниз для создания дополнительной подъемной силы и сопротивления. Типы включают простой, щелевой и разделенный. Некоторые, такие как закрылки Фаулера , также выдвигаются назад, чтобы увеличить площадь крыла. Лоскут Крюгер является ведущим краем устройства.
  • Манжета : удлинение передней кромки, изменяющее сечение крыла, как правило, для улучшения характеристик на низких скоростях.

Управление потоком по диапазону

Устройство контроля потока

На стреловидном крыле воздух имеет тенденцию течь как вбок, так и назад, и уменьшение этого может повысить эффективность крыла:

  • Ограждение крыла : плоская пластина, идущая вдоль хорды крыла и на небольшое расстояние по вертикали. Используется для управления потоком воздуха по размаху крыла.
  • Зубчатый передний край : создает резкий разрыв воздушного потока над крылом, нарушая поток по размаху.
  • Зубчатая передняя кромка : действует как клык.

Создание вихря

Вихревые устройства

Вихревые устройства поддерживают воздушный поток на низких скоростях и задерживают срыв, создавая вихрь, который повторно заряжает пограничный слой рядом с крылом.

  • Генератор вихрей : небольшой треугольный выступ на верхней передней поверхности крыла; обычно несколько из них расположены по размаху крыла. Генераторы вихрей создают дополнительное сопротивление на всех скоростях.
  • Вортилон : плоская пластина, прикрепленная к нижней части крыла возле его внешней передней кромки, примерно параллельная нормальному воздушному потоку. На низких скоростях концевые эффекты вызывают локальный поток по размаху, который отклоняется вихрем, образуя вихрь, проходящий вверх и над крылом.
  • Переднее корневое расширение (LERX) : создает сильный вихрь над крылом при больших углах атаки, но, в отличие от генераторов вихрей, он также может увеличивать подъемную силу при таких больших углах, создавая при этом минимальное сопротивление при горизонтальном полете.

Снижение сопротивления

Устройства для уменьшения сопротивления
  • Противоударный корпус : обтекаемая форма гондолы, добавленная к передней или задней кромке аэродинамической поверхности, чтобы задержать наступление ударного сваливания и уменьшить сопротивление трансзвуковой волны . Иногда называют морковкой Кюхемана .
  • Обтекатели различных типов, такие как блистеры, пилоны и опоры крыла, содержащие оборудование, которое не может поместиться внутри крыла, и единственная аэродинамическая цель которых - уменьшить сопротивление, создаваемое оборудованием.
  • Скругление , разновидность обтекателя: небольшое изогнутое заполнение на стыке двух поверхностей, таких как крыло и фюзеляж, плавно соединяющее их вместе, чтобы уменьшить сопротивление.

Смотрите также

Примечания

использованная литература

внешние ссылки