stringtranslate.com

Китай (воздухоплавание)

Фюзеляж с заостренным подбородком самолета SR-71 Blackbird
Вид спереди на А-12, на котором показана носовая часть с выступающими скулами.

В конструкции самолета скула — это продольная линия резкого изменения поперечного профиля фюзеляжа или аналогичного тела. Термин «скула» возник в судостроении, где он применяется к резкому изменению профиля корпуса лодки. [примечание 1] В корпусе летающей лодки или поплавке гидросамолета продольная линия резкого изменения поперечного сечения, где нижняя плоскость встречается с боковой стенкой, является примером скулы.

На некоторых сверхзвуковых самолетах скула простирается вбок на некоторое расстояние, с очень острым краем, переходящим в основание передней кромки основного крыла. [примечание 2] Остальная часть этой статьи посвящена этому типу скулы.

Конфигурация

Скулы в аэродинамических терминах могут выступать в качестве длинного продолжения корня крыла вдоль фюзеляжа. Такие скулы впервые появились на Lockheed A-12, предшественнике SR-71 Blackbird , где они шли вперед от корней крыла вдоль сторон фюзеляжа, в которые они вливались. [1]

У Lockheed Martin F-22 Raptor вдоль носовой части имеются скулы, которые совпадают с воздухозаборниками двигателя. [2] Небольшие горизонтальные поверхности, образующие скругление между передней корневой частью крыла и воздухозаборником, обычно называют удлинением корневой части передней кромки (LERX) или удлинением передней кромки (LEX).

Эффекты передних скул

Большие скулы вдоль передней части фюзеляжа могут оказывать существенное влияние на подъемную силу самолета, сопротивление, продольный баланс и путевую устойчивость.

Эффект при высоких числах Маха

Скулы самолетов серии Lockheed Blackbird простираются примерно на 40% от длины самолета и вносят полезный дополнительный подъем на сверхзвуковых скоростях. Скулы можно понимать как усиление подъемной силы, создаваемой носовой частью, действуя как поверхность утка с малым удлинением . [3] Для того чтобы еще больше увеличить этот подъемный вклад, передняя часть фюзеляжа установлена ​​с положительным углом атаки относительно крыла.

Подъемная сила скул увеличивается пропорционально квадрату числа Маха, помогая уравновесить смещение назад подъемной силы основного крыла в сверхзвуковых условиях. Если бесхвостое (дельта) крыло триммируется для безопасного дозвукового полета, на высоких скоростях оно приобретает избыточное сопротивление балансировки по тангажу и становится чрезмерно устойчивым, что приводит к плохой маневренности. Дестабилизирующий эффект передней поверхности обеспечивается скулами там, где это больше всего необходимо, при высоких числах Маха.

Эффект на низких скоростях полета

На низких скоростях и больших углах атаки передние скулы также действуют как удлинители корней передней кромки (LERX), создавая вихревой поток над внутренним крылом для стабилизации воздушного потока и локального увеличения его скорости, тем самым задерживая сваливание и обеспечивая дополнительную подъемную силу.

Направленный эффект

Скулы также повышают курсовую устойчивость, уменьшая неблагоприятное воздействие бокового ветра или рыскания на переднюю часть фюзеляжа. В отличие от обычного фюзеляжа, скулы позволяют поперечному потоку плавно проходить по их профилю и дальше, избегая боковых сил из-за разделения потока и застоя. Опять же, эффект сильнее на более высоких скоростях и уменьшает размер вертикальных стабилизаторов (хвостовых килей). У YF-12A отсутствовала передняя часть скул, как у SR-71, и, следовательно, требовались дополнительные вертикальные хвостовые поверхности.

Боковой эффект

Улучшенное поведение поперечного потока также улучшает боковые характеристики, уменьшая крен, вызванный рысканием, особенно во время посадки и взлета самолета с дельта-крылом. Это, в свою очередь, помогает уменьшить связь крена-рыскания и любую тенденцию к голландскому крену . Однако было обнаружено, что скулы также снижают боковую устойчивость в некоторых конфигурациях из-за эффекта резкого асимметричного разрушения вихря. [4]

Эффект невидимости

Слияние скул и фюзеляжа, и основного крыла позволяет избежать появления угловых отражателей или вертикальных сторон для радаров. [5] Это привело к тому, что в конструкциях реактивных истребителей пятого поколения малозаметные поверхности уток были заменены скулами, что способствовало созданию вихревой подъемной силы над основными крыльями. [ требуется ссылка ] (Исключением является Chengdu J-20 , у которого утки установлены на одной линии с его скулами.)

Смотрите также

Примечания

  1. ^ Наклонный скул, отличается от мягкого (закругленного) скулы.
  2. ^ NASA-AIAA-98-2725 Влияние поперечного сечения фюзеляжа на устойчивость истребителя общего назначения использует выражения «поперечное сечение фюзеляжа с подбородком, подбородочная часть, фюзеляж с ... включенным углом скулы». NASA CR 189641 и AIAA 2008-6228 используют «скуловая часть носовой части и скуловая часть фюзеляжа».

Ссылки

  1. Дэвид Годфри (30 августа 1973 г.), «Черные дрозды из скунсовых заводов», Flight International : 383
  2. ^ "Производство F-22 Raptor". globalsecurity.org. 7 августа 2011 г. ...скуловая часть F-22, кромка фюзеляжа, которая обеспечивает плавный аэродинамический переход в воздухозаборники и крылья.
  3. ^ Подъем передней части кузова составляет около 17–20 % от общего подъема. Отчет AIAA 2008-6228, стр. 15, рис. 8
  4. ^ Чемберс, Джозеф Р. «Моделирование полета». НАСА , 2009, стр. 143.
  5. ^ Ребекка Грант (политический эксперт) «The Radar Game» Архивировано 09.06.2012 в Wayback Machine Mitchell Institute , 2010