stringtranslate.com

Устройство законцовки крыла

Устройство законцовки крыла Airbus A350
Линейный рисунок вихрей на законцовках крыла за обычным законцовкой крыла (слева) и за комбинированным крылышком (справа)

Устройства законцовки крыла предназначены для повышения эффективности самолетов с фиксированным крылом за счет снижения сопротивления . [1] Хотя существует несколько типов устройств законцовки крыла , которые функционируют по-разному, их предполагаемый эффект всегда заключается в снижении сопротивления самолета. Устройства законцовки крыла также могут улучшить характеристики управляемости самолета и повысить безопасность для следующих самолетов. Такие устройства увеличивают эффективное удлинение крыла без значительного увеличения размаха крыла . Увеличение размаха снизит сопротивление, вызванное подъемной силой , но увеличит паразитное сопротивление и потребует повышения прочности и веса крыла. В какой-то момент нет никакой чистой выгоды от дальнейшего увеличения размаха. Могут также быть эксплуатационные соображения, которые ограничивают допустимый размах крыла (например, доступная ширина у ворот аэропорта ).

Устройства законцовки крыла помогают предотвратить обтекание законцовки крыла потоком воздуха с более высоким давлением под крылом, протекающим к поверхности с более низким давлением сверху на законцовке крыла, что приводит к образованию вихря, вызванного поступательным движением самолета. Винглеты также уменьшают сопротивление, вызванное подъемной силой, вызванное вихрями на законцовке крыла , и улучшают аэродинамическое качество . Это повышает топливную экономичность в самолетах с двигателем и увеличивает скорость полета по пересеченной местности в планерах , в обоих случаях увеличивая дальность полета . [1] Исследования ВВС США показывают, что данное улучшение топливной экономичности напрямую коррелирует с причинным увеличением аэродинамического качества самолета. [2]

Ранняя история

Концевые пластины крыла

Опытный самолет Ha 137 , оснащенный вертикальными удлинителями крыла, ок. 1935–1937 гг.

Первоначальная концепция восходит к 1897 году, когда английский инженер Фредерик В. Ланчестер запатентовал концевые пластины крыла как метод управления вихрями на законцовках крыла. [3] В Соединенных Штатах шотландский инженер Уильям Э. Сомервилль запатентовал первые функциональные винглеты в 1910 году. Сомервилль установил устройства на своих ранних конструкциях биплана и моноплана. [4] Винсент Бернелли получил патент США № 1,774,474 на свои «Средства управления аэродинамическим профилем» 26 августа 1930 года. [5]

Простые плоские концевые пластины не вызывали снижения сопротивления, поскольку увеличение сопротивления профиля было больше, чем уменьшение индуктивного сопротивления. [6]

Кончики крыльев Hoerner

Heinkel He 162A с законцовками крыла Липпиша-Орена

После окончания Второй мировой войны доктор Зигхард Ф. Хёрнер был пионером в этой области, написав техническую статью, опубликованную в 1952 году [7] , в которой предлагалось использовать опущенные законцовки крыльев, заостренные задние законцовки которых фокусировали возникающий вихрь от верхней поверхности крыла. Опущенные законцовки крыльев часто называют «кончиками Хёрнера» в его честь. Планеры и легкие самолеты использовали кончики Хёрнера в течение многих лет. [8] [7]

Самая ранняя известная реализация наклонного вниз «крыльевого законцовки» в стиле Хёрнера на реактивном самолете была во время Второй мировой войны. Это были так называемые «Lippisch-Ohren» (уши Липпиша), предположительно приписываемые конструктору Messerschmitt Me 163 Александру Липпишу , и впервые добавленные к третьему и четвертому прототипам M3 и M4 реактивного легкого истребителя Heinkel He 162 A Spatz для оценки. Это добавление было сделано для того, чтобы противодействовать голландской характеристике крена, присутствовавшей в оригинальной конструкции He 162, связанной с его крыльями, имеющими выраженный двугранный угол . Это стало стандартной особенностью примерно 320 построенных завершенных реактивных истребителей He 162A, и еще сотни планеров He 162A остались незавершенными к Дню Победы . [9]

Крылышко

Винглет на KC-135 Stratotanker с прикрепленными пучками, демонстрирующими поток воздуха во время испытаний NASA в 1979–1980 годах
Испытания флаттера крыла модели Gulfstream V в трансзвуковой аэродинамической трубе NASA Langley

Термин «крылышко» ранее использовался для описания дополнительной подъемной поверхности на самолете, например, короткой секции между колесами на фиксированном шасси. Исследования Ричарда Уиткомба в 1970-х годах в НАСА впервые использовали крылышко в его современном значении, относящемся к почти вертикальному расширению законцовок крыла . [10] Угол наклона вверх (или наклон ) крылышка, его внутренний или внешний угол (или носок ), а также его размер и форма имеют решающее значение для правильной работы и являются уникальными в каждом приложении. Вихрь законцовки крыла, который вращается вокруг снизу крыла, ударяет по изогнутой поверхности крылышка, создавая силу, которая наклонена внутрь и немного вперед, аналогично парусной лодке , идущей в крутом бейдевинд . Винглет преобразует часть энергии, которая в противном случае тратилась бы впустую в вихре законцовки крыла, в кажущуюся тягу . Этот небольшой вклад может оказаться полезным в течение срока службы самолета, при условии, что выгода компенсирует стоимость установки и обслуживания крылышек. [ необходима ссылка ]

Другим потенциальным преимуществом крылышек является то, что они снижают интенсивность вихревых следов . [11] Они тянутся за самолетом и представляют опасность для других самолетов. [12] Минимальные требования к расстоянию между самолетами, работающими в аэропортах, в значительной степени диктуются этими факторами. Самолеты классифицируются по весу (например, «легкие», «тяжелые» и т. д.), поскольку сила вихря растет с коэффициентом подъемной силы самолета , и, таким образом, связанная с этим турбулентность является наибольшей при низкой скорости и большом весе, что создает большой угол атаки . [ необходима ссылка ]

Винглеты и ограждения законцовок крыла также повышают эффективность за счет снижения помех вихрей с ламинарным потоком воздуха вблизи концов крыла, [13] путем «перемещения» слияния воздуха низкого давления (над крылом) и высокого давления (под крылом) от поверхности крыла. Вихри законцовок крыла создают турбулентность, которая зарождается на передней кромке законцовки крыла и распространяется назад и внутрь. Эта турбулентность «расслаивает» поток воздуха над небольшой треугольной секцией внешнего крыла, что разрушает подъемную силу в этой области. Ограждение/крылышко перемещает область, где образуется вихрь, вверх от поверхности крыла, поскольку центр результирующего вихря теперь находится на кончике крылышка. [ необходима цитата ]

Улучшение экономии топлива за счет винглетов увеличивается с продолжительностью полета. [14] Смешанные винглеты обеспечивают более крутой угол атаки, сокращая взлетную дистанцию. [15]

Раннее развитие

Крылышко McDonnell Douglas MD-11 F

Ричард Т. Уиткомб , инженер исследовательского центра Лэнгли НАСА , продолжил разработку концепции Хёрнера в ответ на резкое увеличение стоимости топлива после нефтяного кризиса 1973 года . С помощью тщательного авиационного проектирования он показал, что для заданного изгибающего момента почти вертикальное крылышко обеспечивает большее снижение сопротивления по сравнению с горизонтальным удлинением размаха. [16] Конструкции Уиткомба были испытаны в полете в 1979–1980 годах совместной группой НАСА и ВВС с использованием самолета KC-135 Stratotanker, базирующегося в исследовательском центре Драйдена . [3] Для испытаний также использовались Lockheed L-1011 и McDonnell Douglas DC-10 , и последняя конструкция была напрямую реализована McDonnell Douglas на производном MD-11 , который был выпущен в 1990 году. [3]

В мае 1983 года ученик средней школы Боуи в Мэриленде выиграл главный приз на 34-й Международной выставке науки и техники в Альбукерке, штат Нью-Мексико, за результат своего исследования устройств на законцовках крыльев для снижения сопротивления. [17] [ важность? ] В том же месяце он подал заявку на патент США на «аэродинамические профили законцовок крыльев», опубликованный в 1986 году. [18] [ важность? ]

Приложения

НАСА

Наиболее заметным применением NASA устройств законцовок крыла является применение на самолете-носителе Boeing 747 Shuttle . Расположенные на горизонтальных стабилизаторах 747, устройства повышают эффективность хвостового оперения под весом орбитального корабля Space Shuttle , [10] хотя они были предназначены скорее для курсовой устойчивости, чем для снижения сопротивления. [ актуально? ]

Самолеты бизнес-класса

Learjet 28/29 , первый коммерческий самолет с винглетами

Learjet представил прототип Learjet 28 на съезде Национальной ассоциации деловой авиации 1977 года . Он использовал первые винглеты, когда-либо использовавшиеся на серийных самолетах, как гражданских, так и военных. Learjet разработал конструкцию винглета без помощи NASA. Хотя Model 28 планировалось сделать прототипом экспериментального самолета, его характеристики оказались такими, что это привело к производственному обязательству Learjet. Летные испытания показали, что винглеты увеличили дальность полета примерно на 6,5 процента и улучшили курсовую устойчивость. Применение Learjet винглетов на серийных самолетах продолжилось с более новыми моделями, включая Learjet 55 , 31 , 60 , 45 и Learjet 40 .

Компания Gulfstream Aerospace исследовала крылышки в конце 1970-х годов и внедрила их в Gulfstream III , Gulfstream IV и Gulfstream V. Дальность полета Gulfstream V в 6500 морских миль (12 000 км) позволяет выполнять беспосадочные рейсы, например, по маршруту Нью-Йорк–Токио. На самолете установлено более 70 мировых и национальных рекордов полетов. [3] Комбинированные крылышки и вертикальный стабилизатор Рутана появились на его бизнес-самолете Beechcraft Starship, который впервые поднялся в воздух в 1986 году.

Винглеты также применяются к другим бизнес-самолетам, сокращая взлетную дистанцию ​​для работы из небольших аэропортов и позволяя выполнять более высокие крейсерские высоты. Наряду с винглетами на новых конструкциях поставщики послепродажного обслуживания разработали модернизации. Winglet Technology, LLC из Уичито , Канзас, должна была протестировать свои эллиптические винглеты, разработанные для увеличения дальности полета полезной нагрузки при вылетах в жарких и высоких условиях, чтобы модернизировать Citation X. [19]

Экспериментальный

Обычные винглеты были установлены на Rutan Voyager , первом самолете, совершившем кругосветное путешествие без дозаправки в 1986 году. Однако законцовки крыльев самолета были повреждены, когда они волочились по взлетно-посадочной полосе во время взлета, удалив около 1 фута (30 см) с каждого законцовки крыла, поэтому полет был совершен без использования винглетов. [20]

Топливная эффективность авиалайнера

Средний коммерческий самолет получает 4-6%-ное увеличение топливной эффективности и снижение шума в полете на 6% за счет использования винглетов. Фактическая экономия топлива и связанный с этим выброс углерода могут значительно различаться в зависимости от самолета, маршрута и условий полета. [21]

Забор на конце крыла

Ограждение законцовки крыла относится к крылышкам, включающим поверхности, простирающиеся как выше, так и ниже законцовки крыла, как описано в ранних исследованиях Уиткомба. [10] Обе поверхности короче или эквивалентны крылышку, обладающему аналогичными аэродинамическими преимуществами. Airbus A310-300 был первым авиалайнером с ограждениями законцовки крыла в 1985 году. [22] Другие модели Airbus последовали за ним с A300-600 , A320ceo и A380 . Другие модели Airbus, включая Airbus A320 Enhanced , A320neo , A350 и A330neo, имеют смешанные крылышки, а не ограждения законцовки крыла. Антонов Ан-148 использует ограждения законцовки крыла.

Скошенные крылышки

Boeing анонсировала новую версию 747 , 747-400 , в 1985 году, с увеличенной дальностью и грузоподъемностью, используя комбинацию крыльев и увеличенного размаха для перевозки дополнительной нагрузки. Винглеты увеличили дальность 747-400 на 3,5% по сравнению с 747-300, который в остальном идентичен по аэродинамике, но не имеет крылышек. Вариант 747-400D не имеет удлинений законцовок крыла и крылышек, имеющихся в других 747-400, поскольку крылышки давали бы минимальные преимущества на маршрутах малой протяженности, добавляя при этом дополнительный вес и стоимость, хотя -400D может быть преобразован в версию с большой дальностью полета при необходимости. [1] Винглеты предпочтительны для производных конструкций Boeing, основанных на существующих платформах, поскольку они позволяют максимально повторно использовать существующие компоненты. Новые конструкции отдают предпочтение увеличенному размаху, другим устройствам законцовок крыла или комбинации того и другого, когда это возможно. [ требуется цитата ]

Ил -96 был первым российским и современным реактивным самолетом, оснащенным винглетами в 1988 году. Bombardier CRJ-100 /200 был первым региональным авиалайнером, оснащенным винглетами в 1992 году. A340 / A330 последовали за ними с наклонными винглетами в 1993/1994 годах. Ту-204 был первым узкофюзеляжным самолетом, оснащенным винглетами в 1994 году. Airbus A220 (урожденный CSeries), с 2016 года имеет наклонные винглеты.

Смешанные крылышки

Смешанный крылышко крепится к крылу с помощью плавной кривой вместо острого угла и предназначен для уменьшения сопротивления помех на стыке крыла/крылышка. Острый внутренний угол в этой области может взаимодействовать с потоком пограничного слоя , вызывая вихрь, вызывающий сопротивление, что сводит на нет некоторые преимущества крылышка. Базирующаяся в Сиэтле компания Aviation Partners разрабатывает смешанные крылышки в качестве модернизации для Gulfstream II , Hawker 800 и Falcon 2000 .

18 февраля 2000 года было объявлено, что смешанные винглеты будут доступны в качестве опции для Boeing 737-800 ; первый комплект был установлен 14 февраля 2001 года и поступил в коммерческую эксплуатацию компанией Hapag-Lloyd Flug 8 мая 2001 года. [23] Удлинители Aviation Partners/Boeing длиной 8 футов (2,4 м) снижают расход топлива на 4% для дальних рейсов и увеличивают дальность полета на 130 или 200 морских миль (240 или 370 км) для 737-800 или производного Boeing Business Jet в стандартной комплектации. [1] Также предлагаются для 737 Classic , многие операторы модернизировали свои парки с их помощью для экономии топлива. [ требуется ссылка ] Aviation Partners Boeing также предлагает смешанные винглеты для 757 и 767-300ER . [24] В 2006 году Airbus провел испытания двух кандидатов на смешанные крылышки, разработанных Winglet Technology и Airbus для семейства Airbus A320 . [25] В 2009 году Airbus запустил свой смешанный крылышек «Sharklet», разработанный для увеличения дальности полета семейства A320 и сокращения расхода топлива до 4% на более длинных участках. [26] Это соответствует ежегодному сокращению выбросов CO2 на 700 тонн на самолет. [27] A320, оснащенные Sharklets, были поставлены в начале 2012 года. [28] [29] Они используются на A320neo , A330neo и A350 . Они также предлагаются в качестве опции модернизации. [29] [30]

Скошенная законцовка крыла

Скошенные законцовки крыла, где кончик имеет большую стреловидность крыла , чем остальная часть крыла, используются на некоторых коммерческих самолетах Boeing для повышения топливной экономичности , взлетных и скороподъемных характеристик. Как и винглеты, они увеличивают эффективное удлинение крыла и уменьшают вихри на законцовках крыла , уменьшая сопротивление, вызванное подъемной силой. В ходе испытаний Boeing и NASA они снижают сопротивление на целых 5,5% по сравнению с 3,5% - 4,5% для обычных винглетов. [1] Хотя увеличение размаха было бы более эффективным, чем у винглета той же длины, его изгибающий момент больше. Винглет размером 3 фута (91 см) дает прирост производительности, равный увеличению размаха на 2 фута (61 см), но имеет изгибающую силу, равную увеличению размаха на 1 фут (30 см). [31]

Скошенные законцовки крыла предлагают несколько преимуществ снижения веса по сравнению с простым расширением обычного размаха основного крыла . При условиях проектирования конструкции с высоким коэффициентом нагрузки меньшие хорды законцовки крыла подвергаются меньшей нагрузке, и они приводят к меньшей индуцированной нагрузке на внешнее основное крыло. Кроме того, стреловидность передней кромки приводит к тому, что центр давления располагается дальше сзади, чем при простом расширении размаха обычных основных крыльев. При высоких коэффициентах нагрузки это относительное заднее расположение центра давления приводит к тому, что скошенная законцовка крыла больше скручивается передней кромкой вниз, что снижает изгибающий момент на внутреннем крыле. Однако относительное заднее перемещение центра давления усиливает флаттер . [32]

Скошенные законцовки крыла установлены на Boeing 767 -400ER (первый полет 9 октября 1999 г.), всех поколениях Boeing 777 (12 июня 1994 г.), включая предстоящий 777X , Boeing P-8 Poseidon, созданный на основе 737 (25 апреля 2009 г.), всех вариантах Boeing 787 (15 декабря 2009 г.) (отмененный Boeing 787-3 имел бы размах крыльев 170 футов (51,7 м), чтобы соответствовать коду аэродромов ИКАО D, поскольку его размах крыльев был уменьшен за счет использования смешанных винглетов вместо скошенных законцовок крыла [33] ), и Boeing 747-8 (8 февраля 2010 г.). Крылья Embraer E-jet E2 и C-390 Millennium также имеют скошенные законцовки крыла.

Сплит-кончик

737 MAX с раздвоенными законцовками крыла

McDonnell Douglas MD-11 стал первым самолетом с законцовками крыла с раздельными законцовками в 1990 году.

Для 737 Next Generation сторонний поставщик Aviation Partners представил конструкцию, похожую на конструкцию законцовки крыла 737 MAX, известную как раздельный криволинейный крылообразный профиль [34] , а стартовым заказчиком выступила авиакомпания United Airlines . [35]

В Boeing 737 MAX используется новый тип законцовки крыла. [36] По словам Boeing, эта новая конструкция, напоминающая трехкомпонентный гибрид законцовки крыла, ограждения законцовки крыла и скошенной законцовки крыла, должна обеспечить дополнительное улучшение топливной экономичности на 1,5% по сравнению с улучшением на 10–12%, которое уже ожидается от 737 MAX.

Планеры

Планер Schempp-Hirth Ventus-2 с заводскими винглетами, запуск с помощью лебедки

В 1987 году инженер-механик Питер Масак обратился к аэродинамику Марку Д. Момеру , доценту кафедры аэрокосмической техники в Университете штата Пенсильвания , с предложением разработать винглеты для улучшения характеристик его гоночного планера с размахом крыльев 15 метров (49 футов) . Другие уже пытались применить винглеты Уиткомба к планерам, и они улучшили характеристики набора высоты, но это не компенсировало паразитное сопротивление на крейсерской скорости. Масак был убежден, что это препятствие можно преодолеть. [37] Методом проб и ошибок они в конечном итоге разработали успешные конструкции винглетов для соревнований по планеризму , используя новый аэродинамический профиль PSU–90–125 , разработанный Момером специально для применения винглетов. На чемпионате мира по планерному спорту 1991 года в Ювалде, штат Техас , приз за самую высокую скорость достался планеру с крылышками длиной 15 метров и ограниченным размахом крыльев, оборудованному винглетами, что превысило самую высокую скорость в открытом классе с неограниченным размахом крыльев , что стало исключительным результатом. [38] Масак выиграл национальные соревнования по планерному спорту в США в 1993 году, используя винглеты на своем прототипе Masak Scimitar . [39]

Профиль аэродинамического профиля крыла ПСУ-90-125

Первоначально винглеты Masak были модернизированы для серийных планеров, но в течение 10 лет после их появления большинство высокопроизводительных планеров были оснащены на заводе винглетами или другими устройствами законцовки крыла. [40] Потребовалось более десятилетия, чтобы винглеты впервые появились на серийном авиалайнере, первоначальное применение, которое было в центре внимания разработки NASA. Тем не менее, как только преимущества винглетов были доказаны в соревнованиях, принятие их на планерах произошло быстро. Разница в баллах между победителем и занявшим второе место в соревнованиях по парению часто составляет менее одного процента, поэтому даже небольшое улучшение эффективности является значительным конкурентным преимуществом. Многие пилоты, не участвующие в соревнованиях, устанавливали винглеты для получения преимуществ в управлении, таких как увеличенная скорость крена и кренового авторитета, а также уменьшенная тенденция к срыву законцовки крыла . Преимущества заметны, потому что винглеты планера должны быть съемными, чтобы планер можно было хранить в трейлере , поэтому они обычно устанавливаются только по желанию пилота. [ необходима цитата ]

Glaser -Dirks DG-303 — ранняя модификация планера, включающая в себя законцовки крыла в качестве стандартного заводского оборудования.

Неплоская законцовка крыла

Falcon 50 со спиралевидным крылышком

Компания Aviation Partners разработала и провела летные испытания закрытого крылышка Spiroid на самолете Falcon 50 в 2010 году. [41]

Неплоские законцовки крыла обычно наклонены вверх в конфигурации многогранного крыла, увеличивая локальный двугранный угол около законцовки крыла, при этом сами многогранные конструкции крыла были популярны в конструкциях свободнолетающих моделей самолетов в течение десятилетий. Неплоские законцовки крыла обеспечивают преимущество управления следом винглетов с меньшим паразитным сопротивлением, если они спроектированы тщательно. Неплоский законцовка крыла часто стреловидна назад, как скошенная законцовка крыла, и также может быть объединена с винглетом. Винглет также является особым случаем неплоского законцовки крыла. [ необходима цитата ]

Авиаконструкторы в основном использовали плоские конструкции крыла с простым двугранным углом после Второй мировой войны, до введения винглетов. С широким распространением винглетов в новых конструкциях планеров 1990-х годов, конструкторы стремились дополнительно оптимизировать аэродинамические характеристики своих конструкций законцовок крыла. Винглеты планеров изначально были модернизированы непосредственно до плоских крыльев, с небольшой, почти прямоугольной, переходной зоной. После оптимизации характеристик самого винглета внимание было обращено на переход между крылом и винглетом. Распространенным применением было сужение переходной зоны от хорды конца крыла до хорды винглета и наклон переходной зоны назад, чтобы поместить винглет в оптимальное положение. Если сужающаяся часть была наклонена вверх, высота винглета также могла быть уменьшена. В конце концов, конструкторы использовали несколько неплоских секций, каждая из которых наклонялась вверх под большим углом, полностью отказавшись от винглетов. [ необходима цитата ]

В Schempp-Hirth Discus-2 и Schempp-Hirth Duo Discus используются неплоские законцовки крыла.

Активное устройство законцовки крыла

Активное устройство законцовки крыла компании Tamarack Aerospace

Tamarack Aerospace Group, компания, основанная в 2010 году инженером-конструктором Николасом Гуидой, запатентовала систему Active Technology Load Alleviation System (ATLAS), модифицированную версию устройства законцовки крыла. [42] Система использует Tamarack Active Camber Surfaces (TACS) для аэродинамического «отключения» эффектов устройства законцовки крыла, когда самолет испытывает события с высокой перегрузкой, такие как большие порывы или серьезные подтягивания. TACS — это подвижные панели, похожие на закрылки или элероны , на задней кромке удлинения крыла. [42] [43] Система управляется электрической системой самолета и высокоскоростным сервоприводом , который активируется, когда самолет ощущает приближающееся событие напряжения, по сути имитируя приводную законцовку крыла. Однако сама законцовка крыла фиксирована, и TACS являются единственной подвижной частью системы законцовки крыла. Tamarack впервые представил ATLAS для самолетов семейства Cessna Citation , [42] [43] и он был сертифицирован для использования Федеральным управлением гражданской авиации и Агентством по безопасности полетов Европейского союза . [44] [45]

Приводное устройство законцовки крыла

Были проведены исследования по активизации устройств законцовки крыла, включая поданную патентную заявку, [46] хотя ни один самолет в настоящее время не использует эту функцию так, как описано. Законцовки крыла XB-70 Valkyrie могли опускаться вниз в полете, чтобы облегчить полет со скоростью 3 Маха с использованием вейврайдинга .

Использовать на вращающихся лезвиях

Устройства законцовки крыла также используются на вращающихся пропеллерах , роторах вертолетов и лопастях ветряных турбин для уменьшения сопротивления, уменьшения диаметра, снижения шума и/или повышения эффективности. Уменьшая вихри на концах лопастей самолета, взаимодействующие с поверхностью земли во время руления , взлета и зависания , эти устройства могут уменьшить ущерб от грязи и мелких камней, подхваченных вихрями. [47]

Применение винтокрылых машин

Устройство законцовки крыла на NHIndustries NH90

Лопасти несущего винта AgustaWestland AW101 (ранее EH101) имеют характерную форму кончика; пилоты обнаружили, что такая конструкция винта изменяет поле нисходящего потока и уменьшает затемнение , которое ограничивает видимость в пыльных районах и приводит к авариям. [48]

Применение пропеллера

Компания Hartzell Propeller разработала свой пропеллер «Q-tip», используемый на самолете Piper PA-42 Cheyenne и нескольких других типах самолетов с фиксированным крылом, загнув кончики лопастей назад под углом 90 градусов, чтобы получить ту же тягу от диска винта уменьшенного диаметра; по словам производителя, уменьшенная скорость кончика винта снижает шум. [47] Современные пропеллеры сабля имеют увеличенную стреловидность на кончиках, напоминающую скошенный кончик на крыле самолета.

Другие приложения

Некоторые потолочные вентиляторы имеют устройства законцовки крыльев. Производитель вентиляторов Big Ass Fans утверждает, что их вентилятор Isis, оснащенный устройствами законцовки крыльев, имеет превосходную эффективность. [49] Однако для некоторых конструкций большого объема и низкой скорости устройства законцовки крыльев могут не повысить эффективность. [50] Другое применение того же принципа было введено в киле австралийской яхты Australia II , победившей в «Кубке Америки» в 1982 году, спроектированной Беном Лексеном .

Ссылки

  1. ^ abcde Роберт Фэй, Роберт Лапрет, Майкл Винтер (январь 2002 г.). "Смешанные винглеты для улучшения характеристик самолета" (PDF) . Журнал Aero . № 17. Boeing.{{cite magazine}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  2. ^ Комитет по оценке законцовок крыла для топливной эффективности больших самолетов (2007). Оценка модификаций законцовок крыла для повышения топливной эффективности самолетов ВВС. National Academies Press. стр. 33. ISBN 978-0-309-38382-0. {{cite book}}: |work=проигнорировано ( помощь ) [ постоянная мертвая ссылка ]
  3. ^ abcd Джозеф Р. Чемберс (2003). "Winglets" (PDF) . Концепция в реальность: вклад Исследовательского центра Лэнгли в гражданскую авиацию США 1990-х годов . Исследовательский центр Лэнгли НАСА . стр. 35. ISBN 1493656783.
  4. ^ "2010 Inducees". Зал славы авиации Иллинойса. Уильям Э. "Билли" Сомервилль 1869–1950.
  5. ↑ US 1774474, Винсент Дж. Бернелли, «Средства управления аэродинамическим профилем», опубликовано 26 августа 1930 г. 
  6. ^ Маклин, Дуг (2005). «Устройства законцовки крыла: что они делают и как они это делают» (PDF) . Конференция по инжинирингу производительности и летных операций 2005 года . Boeing: Статья 4. Получено 27 марта 2022 г.
  7. ^ ab Hoerner, Dr. Sighard (1952). "Аэродинамическая форма законцовок крыла" (PDF) . Технические отчеты ВВС США . Инженерный дивизион, Командование материальной части ВВС; База ВВС Райт-Паттерсон, Дейтон, Огайо; Архив ВВС США. Технический отчет № 5752. Архивировано (PDF) из оригинала 16 марта 2013 г.
  8. ^ Сакрисон, Дэвид (2004). «Немецкий аэродинамик, калифорнийский персонаж и штопор». Met-Co-Aire. Архивировано из оригинала 22 марта 2016 г.
  9. ^ Крик, Дж. Ричард; Конвей, Уильям (1972) [1967]. Heinkel He 162 (самолет в профиле номер 203). Лезерхед, Суррей, Великобритания: Profile Publications Ltd. стр. 5. Архивировано из оригинала 19 августа 2013 г. Получено 18 июня 2014 г.
  10. ^ abc Bargsten, Clayton J.; Gibson, Malcolm T. (август 2011 г.). NASA Innovation in Aeronautics: Select Technologies That Have Shaped Modern Aviation (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . стр. 11–22. Архивировано из оригинала (PDF) 21 сентября 2021 г. . Получено 1 ноября 2017 г. .
  11. ^ Ричард Т. Уиткомб (1976), Подход к проектированию и некоторые результаты испытаний в аэродинамической трубе на высоких дозвуковых скоростях для винглетов, установленных на законцовках крыла (PDF) , NASA
  12. ^ "Глава 2" (PDF) , Исследование турбулентности в спутном следе аэропорта Лондон-Сити , Halcrow Group Limited, декабрь 2010 г., архивировано из оригинала 1 октября 2017 г.{{citation}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  13. ^ Фил Краучер (2005). Исследования профессионального пилота Jar . Электротравма. С. 2–11. ISBN 978-0-9681928-2-5.
  14. ^ Уильям Фрейтаг, Терри Шульце (лето 2009 г.). «Смешанные крылышки улучшают производительность» (PDF) . Aero quarterly . Boeing. стр. 9–12.
  15. ^ "Winglets allow for cooler climbs" (PDF) . FACC AG. Архивировано из оригинала (PDF) 7 ноября 2017 г. . Получено 6 января 2019 г. .
  16. ^ Маклин, Дуг (2013). Понимание аэродинамики: аргументация с точки зрения реальной физики . Чичестер: Wiley-Blackwell. стр. 422. ISBN 978-1119967514.
  17. ↑ Винтер, Леон (18 мая 1983 г.). «Молодежь Боуи побеждает в „мировой серии“ по науке». Washington Post .
  18. ^ патент США 4595160 
  19. ^ "Winglets Coming For Citation X Bizjets". Aero news network . 13 марта 2007 г.
  20. ^ «Дик Рутан, Джина Йегер и полет «Вояджера»». Комиссия США по столетию полетов.
  21. ^ "Влияние винглетов на расход топлива и выбросы самолетов". Cirium . Получено 2 августа 2022 г.
  22. ^ "От A300 до A380: новаторское лидерство". Корпоративная информация – Инновации и технологии . Airbus. Архивировано из оригинала 21 апреля 2009 г.{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  23. ^ "Next-Generation 737 Program Milestones". Boeing. Архивировано из оригинала 29 апреля 2008 г. Получено 5 февраля 2019 г.
  24. ↑ Гай Норрис (23 февраля 2009 г.). «American Airlines готовится представить 767 Winglet Mod» . Aviation Week & Space Technology . стр. 39.
  25. ^ "Industry Wrap". Frontiers . Vol. 4, no. 10. Boeing. Март 2006. Airbus испытает новые винглеты для узкофюзеляжных реактивных лайнеров.
  26. ^ "American Airlines получает свой первый самолет семейства A320" (пресс-релиз). Airbus. 23 июля 2013 г. Архивировано из оригинала 7 ноября 2017 г. Получено 1 ноября 2017 г.
  27. ^ "Korean Air Aerospace будет производить и распространять Sharklets" (пресс-релиз). Airbus. 31 мая 2010 г.
  28. ^ "Airbus запускает "Sharklet" большие устройства законцовки крыла для семейства A320 с обязательством от Air New Zealand". Airbus . 15 ноября 2009 г. Архивировано из оригинала 7 ноября 2017 г.
  29. ^ ab Gardiner, Ginger (1 мая 2014 г.). "First A320neo features composite Korean Sharklets". CompositesWorld . Получено 9 сентября 2020 г. .
  30. ^ "Airbus выбирает Korean Air Aerospace для производства законцовок крыла Sharklet для семейства A330neo". Airbus . Архивировано из оригинала 26 января 2023 г. Получено 9 сентября 2020 г.
  31. ^ Джордж К. Ларсон (сентябрь 2001 г.). «Как все работает: крылышки». Журнал Air & Space . Смитсоновский институт.
  32. ^ Херрик, Ларри (12 июня 1998 г.). "Blunt Leading-Edge Raked Wingtips" (PDF) . Google Patents . Получено 6 декабря 2021 г. .
  33. ^ Rich Breuhaus (20 мая 2008 г.). «787 Dreamliner: новый самолет для нового мира» (PDF) . Конференция уполномоченных ACI-NA . Boeing. Архивировано из оригинала (PDF) 7 марта 2017 г. . Получено 6 января 2019 г. .
  34. ^ "737-800-3". Авиационные партнеры Boeing .
  35. ^ "United — первая авиакомпания, установившая винглеты Split Scimitar" (пресс-релиз). United Airlines. 17 июля 2013 г.
  36. ^ Мэтт Молнар (2 мая 2012 г.). «Boeing заявляет, что радикально новые законцовки крыла на 737 MAX сэкономят больше топлива». NYCAviation .
  37. ↑ Кертис Чан (лето 2000 г.). «Вершина айсберга». Журнал Engineering Penn State . Архивировано из оригинала 11 июня 2004 г.{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  38. ^ Масак, Питер (апрель–май 1992 г.). «Конструкция крылышек для планеров» (PDF) . Free Flight . 1992 (2): 8. ISSN  0827-2557.
  39. ^ "Прошлые конкурсы Mifflin". Ассоциация парящих в воздухе Mifflin.
  40. ^ Марк Д. Момер (июнь 2002 г.). "О крылышках" (PDF) . Soaring Magazine .
  41. ^ "Типы смешанных винглетов". Aviation Partners.
  42. ^ abc Gerzanics, Mike (23 октября 2019 г.). "АНАЛИЗ: Цитирование ATLAS отделяет winglet от „blinglet“". Flight Global . Получено 9 сентября 2020 г. .
  43. ^ ab патент США 7900877B1, Guida, Nicholas R., "Active winglet", опубликовано 2011-03-08, выдано 2010-09-24 
  44. ^ Бергквист, Пиа (6 февраля 2018 г.). «Tamarack Active Winglets сертифицированы для серии Citation 525». Полеты . Получено 9 сентября 2020 г. .
  45. ^ Finfrock, Rob (8 июля 2019 г.). "EASA Approves Tamarack Fixes To Lift Atlas Emergency AD". Aviation International News . Получено 9 сентября 2020 г. .
  46. ↑ EP 1531126, Ян Ирвинг и Роберт Дэвис, «Устройство законцовки крыла», опубликовано 18 мая 2005 г., присвоено Airbus 
  47. ^ ab "Что такое пропеллер Q-Tip? Каковы его преимущества?". Поддержка продукта: часто задаваемые вопросы . Пропеллер Hartzell . Архивировано из оригинала 18 марта 2001 г. Аэродинамические улучшения включают в себя уменьшенный диаметр и сниженную скорость кончиков. Это приводит к более тихой работе и уменьшению концевых вихрей. Изгиб на 90° уменьшает вихри, которые на традиционных лопастях собирают мусор, который может соприкасаться с лопастями и вызывать зазубрины, выбоины и царапины.{{cite web}}: CS1 maint: бот: исходный статус URL неизвестен ( ссылка )
  48. ^ Харви, Гарет (28 ноября 2005 г.). «Super Chopper: Life-Saving Features: No More Brown-Outs». Инженерные архивы . National Geographic Channel. Архивировано из оригинала 21 июля 2009 г. Получено 1 августа 2009 г. Чтобы противостоять этому, лопасти ротора EH101 с «крылатыми законцовками» создают то, что пилоты называют «эффектом пончика» — круглое окно чистого воздуха внутри пылевой бури, которое позволяет им видеть землю при заходе на посадку.
  49. ↑ Нино Мачетти (10 мая 2010 г.). «Потолочный вентилятор Isis заявляет о более высокой эффективности». EarthTechling.
  50. ↑ Эдди Бойд (4 февраля 2014 г.). «Винглеты: помощь или помеха производительности вентилятора HVLS?». MacroAir.

Внешние ссылки

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Концевые устройства (крылья самолетов)» .