В аэронавтике трапециевидное крыло — это крыло с прямыми краями и сужающейся формой в плане . Оно может иметь любое удлинение и может быть стреловидным или нет . [1] [2] [3]
Тонкая, нестреловидная, короткопролетная, трапециевидная конфигурация с малым удлинением обеспечивает некоторые преимущества для высокоскоростного полета и использовалась на небольшом количестве типов самолетов. В этой конфигурации крыла передняя кромка направлена назад, а задняя кромка направлена вперед. [4] Она может обеспечить низкое аэродинамическое сопротивление на высоких скоростях, сохраняя при этом высокую прочность и жесткость, и успешно использовалась в первые дни сверхзвуковых самолетов.
Любое крыло с прямыми передней и задней кромками и с различными хордами корней и концов является трапецией , независимо от того, стреловидное оно или нет. [5]
Площадь A такого трапециевидного крыла можно рассчитать по размаху s , корневой хорде c r и концевой хорде c t :
Нагрузка на крыло w тогда определяется как подъемная сила L, деленная на площадь:
В горизонтальном полете подъемная сила равна общему весу.
В прямом трапециевидном крыле, таком как у Bell X-1 , самая толстая часть крыла вдоль его размаха, линия максимальной хорды, проходит прямо вбок от корня до кончика. Затем передняя кромка стреловидна назад, а задняя кромка стреловидна вперед. [3] В стреловидном трапециевидном крыле линия максимальной хорды стреловидна под углом, обычно вперед. Это увеличивает стреловидность передней кромки и уменьшает стреловидность задней кромки, а в крайнем случае обе кромки стреловидны назад на разную величину. [5] Переходная форма, где задняя кромка прямая, эквивалентна обрезанной дельта- форме плана.
На сверхзвуковых скоростях тонкое, маленькое и высоконагруженное крыло обеспечивает существенно меньшее сопротивление, чем другие конфигурации. Малый размах и нестреловидная, коническая форма в плане снижают структурные напряжения, позволяя сделать крыло тонким. Для минимального сопротивления нагрузка на крыло может превышать 400 килограммов на квадратный метр (82 фунта/кв. фут). [ необходима цитата ]
Ранние образцы обеспечивали решение проблемы сверхзвукового полета, когда мощность двигателя была ограничена. Они были сделаны настолько тонкими, что их приходилось вытачивать из толстого цельного листа металла. [6] Даже с этим крылом с низким сопротивлением Douglas X-3 Stiletto был слишком слаб, чтобы достичь своей расчетной скорости полета в 2 Маха, но конструкция его простого шестиугольного крыла была разработана для различных других самолетов X-класса и для широко производимого высотного перехватчика F-104 Starfighter со скоростью 2,2 Маха компании Lockheed .
Было обнаружено, что небольшое крыло Starfighter хорошо реагирует на порывы ветра на малой высоте, обеспечивая плавный полет на высоких дозвуковых скоростях. Следовательно, этот тип был принят для штурмовиков, в частности, немецкими Люфтваффе . Однако высокая загрузка крыла привела к высокой скорости сваливания с пограничными взлетно-посадочными характеристиками и соответствующим высоким уровнем аварий при взлете и посадке.
Для североамериканского ракетоплана X-15 был разработан вариант с изогнутым профилем, тупой задней кромкой и обычной внутренней структурой . [6]
Lockheed продолжала использовать базовую конструкцию во многих своих проектах самолетов в 1950-х годах, включая Lockheed CL-400 Suntan и ранние версии своих сверхзвуковых транспортных самолетов. [ необходима цитата ]
