Описывает общую форму и расположение крыла самолета.
Крыло Spitfire можно классифицировать как: «обычный свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом и нестреловидным эллиптическим крылом умеренного удлинения и небольшим двугранным углом».
Конфигурация крыла самолета (включая как планеры , так и самолеты с двигателем ) — это расположение несущих и связанных с ним поверхностей.
Конструкции самолетов часто классифицируются по конфигурации крыла . Например, Supermarine Spitfire представляет собой обычный свободнонесущий моноплан с низкорасположенным крылом прямой эллиптической формы в плане с умеренным удлинением и небольшой двугранностью.
Было опробовано множество вариаций. Иногда различие между ними размыто, например, крылья многих современных боевых самолетов можно описать либо как укороченные сложные дельты со стреловидной (вперед или назад) задней кромкой, либо как резко конические стреловидные крылья с большими корневыми выступами передней кромки (или LERX). ). Поэтому некоторые из них дублируются здесь под несколькими заголовками. Особенно это касается крыльев изменяемой геометрии и комбинированных (закрытых) типов крыльев.
Большинство описанных здесь конфигураций летали (хотя и очень кратко) на полноразмерных самолетах. Также следует отметить несколько теоретических разработок.
Примечание по терминологии: большинство самолетов имеют левое и правое крылья, расположенные симметрично. Строго говоря, такая пара крыльев называется самолетом-крылом или просто самолетом. Однако в определенных ситуациях принято называть самолет крылом, например, «у биплана есть два крыла», или, альтернативно, называть все это крылом, например, «крыло биплана имеет две плоскости». Там, где смысл ясен, эта статья следует общепринятому использованию, будучи более точной только там, где это необходимо, чтобы избежать реальной двусмысленности или неточности.
Количество и положение основных плоскостей
Самолеты могут иметь разное количество крыльев:
Моноплан : самолет с одним крылом. С 1930-х годов большинство самолетов были монопланами. Крыло может быть установлено в различных положениях относительно фюзеляжа :
Низкое крыло : установлено вблизи или под нижней частью фюзеляжа.
Среднее крыло : установлено примерно посередине фюзеляжа.
Плечо крыла : установлено на верхней части или «плече» фюзеляжа, немного ниже верхней части фюзеляжа. Плечевое крыло иногда считают подтипом высокого крыла. [1] [2]
Высокое крыло : установлено в верхней части фюзеляжа. В отличие от плечевого крыла, это крыло установлено на выступе (например, крыше кабины) над верхней частью основного фюзеляжа.
Крыло-зонтик : поднято над верхней частью фюзеляжа, обычно с помощью подкосов , пилонов или постаментов.
Самолет может иметь более одного крыла, расположенного один над другим:
Биплан : два крыла одинакового размера, расположенные один над другим. Биплан по своей природе легче и прочнее моноплана и был наиболее распространенной конфигурацией до 1930-х годов. Самый первый «Райт Флаер I» был бипланом.
Биплан с неравным размахом размаха : биплан, у которого одно крыло (обычно нижнее) короче другого, как на Curtiss JN-4 Jenny времен Первой мировой войны.
Полутораплан : буквально «полуторный самолет» — это тип биплана, у которого нижнее крыло значительно меньше верхнего крыла либо по размаху, либо по хорде, либо по тому и другому. Nieuport 17 времен Первой мировой войны был особенно успешным.
Перевернутый полутораплан : имеет значительно меньшее верхнее крыло. Fiat CR.1 производился много лет.
Биплан Буземана : теоретическая конфигурация сверхзвукового крыла, в которой ударные волны между плоскостями крыла взаимодействуют, чтобы уменьшить их энергию и волновое сопротивление.
Триплан : три самолета, расположенные друг над другом. Трипланы, такие как Fokker Dr.I, недолго пользовались популярностью во время Первой мировой войны из-за своей маневренности, но вскоре были заменены улучшенными бипланами.
Квадруплан : четыре самолета, расположенные друг над другом. Небольшое количество Armstrong Whitworth FK10 было построено во время Первой мировой войны, но так и не поступило на вооружение.
Мультиплоскость : множество плоскостей, иногда используется для обозначения более чем одной или более чем произвольного числа. Этот термин иногда применяется к аранжировкам, расположенным как тандемно, так и вертикально. Мультиплан Горацио Фредерика Филлипса 1907 года успешно летал с двумястами крыльями. См. также тандемное крыло ниже.
В шахматной конструкции верхнее крыло немного впереди нижнего. Давно думали об уменьшении помех, вызванных 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 распространено на многих успешных бипланах и трипланах. Пошатывание назад также наблюдается в некоторых экземплярах, таких как Beechcraft Staggerwing .
Конструкция тандемного крыла состоит из двух крыльев, расположенных одно за другим: см. хвостовое оперение и носовую часть ниже. Некоторые ранние типы имели тандемные блоки из нескольких самолетов, например, летающая лодка Caproni Ca.60 с девятью крыльями и тремя тандемными блоками трипланов.
Крестообразное крыло представляет собой совокупность четырех отдельных крыльев, расположенных в форме креста . Крест может принимать одну из двух форм:
Крылья равномерно разнесены по сечению фюзеляжа, лежат в двух плоскостях под прямым углом, как на типичной ракете .
Крылья лежат вместе в одной горизонтальной плоскости вокруг вертикальной оси, как у крестообразного несущего крыла или X-образного крыла.
Поддержка крыла
Чтобы поддерживать себя, крыло должно быть жестким и прочным и, следовательно, может быть тяжелым. За счет добавления внешних распорок вес можно значительно уменьшить. Первоначально такая распорка присутствовала всегда, но она вызывает большое сопротивление на более высоких скоростях и не использовалась для более быстрых конструкций с начала 1930-х годов.
Типы:
Консольный : самонесущий. Вся конструкция скрыта под аэродинамической обшивкой, что придает ей чистый внешний вид и низкое сопротивление.
Подкосный : крылья поддерживаются внешними элементами конструкции. Почти все многоплоскостные конструкции имеют подкосы. Некоторые монопланы, особенно ранние модели, такие как Fokker Eindecker , также имеют конструкцию для снижения веса. Подкосные крылья бывают двух типов:
Подкосы : одна или несколько жестких стоек поддерживают крыло, как на Fokker D.VII . Стойка может действовать на сжатие или растяжение в разных точках режима полета.
Проволочные раскосы : отдельно (как на Boeing P-26 Peashooter ) или, что чаще, в дополнение к стойкам, натяжные тросы также помогают поддерживать крыло. В отличие от стойки, трос может действовать только на растяжение.
Подкосный мультиплан может иметь один или несколько «отсеков», представляющих собой отсеки, созданные путем добавления межплоскостных стоек; количество отсеков относится только к одной стороне панелей крыла самолета. Например, De Havilland Tiger Moth представляет собой одноотсекальный биплан, тогда как Bristol F.2 Fighter представляет собой двухотсекальный биплан. [3]
Закрытое крыло : две плоскости крыла каким-либо образом объединены или конструктивно соединены на законцовках или вблизи них. [4] Это придает жесткость конструкции и позволяет снизить аэродинамические потери на законцовках. Варианты включают:
Коробчатое крыло : верхняя и нижняя плоскости соединены вертикальным килем между законцовками. Первый официально засвидетельствованный взлет и полет самолета, Santos-Dumont 14-bis , использовал эту конфигурацию. Также были изучены тандемные коробчатые крылья (см. описание соединенного крыла ниже).
Кольцевое коробчатое крыло : тип коробчатого крыла, вертикальные плавники которого непрерывно изгибаются, плавно переходя в законцовки крыла. Ранним примером был Blériot III , который имел два кольцеобразных крыла, расположенных тандемно.
Кольцевое (цилиндрическое) : крыло имеет форму цилиндра. « Колеоптер» имел концентрическое крыло и фюзеляж. Он взлетел и приземлился вертикально, но перехода в горизонтальный полет так и не достиг. Были предложены примеры с крылом, установленным наверху фюзеляжа, но так и не построены. [5]
Кольцевое (плоское) : крыло имеет форму диска с отверстием в нем. Некоторое количество кольцевых монопланов Ли-Ричардса летало незадолго до Первой мировой войны. [6]
Соединение крыла : схема тандемного крыла, в которой переднее низкое крыло смещается назад и/или заднее высокое крыло смещается вперед так, что они соединяются на концах или рядом с ними, образуя непрерывную поверхность в форме полого ромба или треугольника. [7] Стратос Лигети является редким примером. [8]
Ромбовидное крыло : соединенное крыло, состоящее из четырех поверхностей, расположенных в виде ромба. Ромбовидный биплан Эдвардса 1911 года имел оба крыла в одной плоскости, но не мог летать. [9]
Крылья также можно охарактеризовать как:
Жесткий : достаточно жесткий, чтобы сохранять профиль аэродинамического профиля в различных условиях воздушного потока. Жесткое крыло может иметь внешнюю распорку и/или тканевую обшивку.
Поверхность может быть гибкой, обычно представляет собой тонкую мембрану. Требуются внешние распорки и/или давление ветра для поддержания формы аэродинамического профиля . Общие типы включают крыло Рогалло , парафойл и большинство воздушных змеев .
В противном случае жесткая конструкция может быть спроектирована с возможностью изгиба либо потому, что она по своей сути является аэроупругой, как в аэроизоклинном крыле , либо потому, что активно вводятся изменения формы.
Форма крыла в плане
Форма крыла в плане — это силуэт крыла, если смотреть сверху или снизу.
См. также типы изменяемой геометрии, которые меняют форму крыла в плане во время полета.
Соотношение сторон
Соотношение сторон — это промежуток, разделенный на среднюю или среднюю хорду. [10] Это показатель того, насколько длинным и тонким кажется крыло, если смотреть сверху или снизу.
Низкое удлинение : короткое и короткое крыло. Конструктивно эффективен, высокая мгновенная скорость крена, низкое сверхзвуковое сопротивление. Они, как правило, используются на истребителях, таких как Lockheed F-104 Starfighter , и на очень высокоскоростных самолетах, включая North American X-15 .
Среднее удлинение : крыло общего назначения, очень широко используемое, например на транспортном самолете Douglas DC-3 .
Большое удлинение : длинное и тонкое крыло. Более эффективен с точки зрения аэродинамики, имеет меньшее сопротивление на дозвуковых скоростях. Они, как правило, используются на высотных дозвуковых самолетах, таких как самолет-разведчик Lockheed U-2 , и на высокопроизводительных планерах, таких как Glaser-Dirks DG-500 .
Большинство конфигураций с изменяемой геометрией тем или иным образом изменяют соотношение сторон либо намеренно, либо в качестве побочного эффекта.
Изменение хорды по размаху
Хорда крыла может изменяться по размаху крыла как по конструктивным, так и по аэродинамическим причинам.
Постоянная хорда : параллельные передняя и задняя кромки. Самый простой в изготовлении и распространенный там, где важна низкая стоимость, например, на Piper J-3 Cub, но неэффективен, поскольку внешняя секция создает небольшую подъемную силу, одновременно увеличивая вес и сопротивление. Иногда известный в Северной Америке как крыло Hershey Bar из-за сходства по форме с популярной плиткой шоколада. [11] [12]
Коническое : крыло сужается к кончику. Конструктивно и аэродинамически более эффективно, чем крыло с постоянной хордой, и проще в изготовлении, чем крыло эллиптического типа.
Трапециевидное : коническое крыло с прямыми передней и задней кромками: может быть нес стреловидным или стреловидным. [13] [14] [15] Прямое коническое крыло — одна из наиболее распространенных форм крыла в плане, например, на Messerschmitt Bf 109 .
Обратная или обратная конусность : крыло наиболее широкое у кончика. Конструктивно неэффективно, что приводит к большому весу. Экспериментально летал на XF-91 Thunderceptor в попытке преодолеть проблемы сваливания из-за стреловидного крыла.
Составная конусность : конус меняется по направлению к корню. Обычно закрепляется для сохранения жесткости. Используется на армейских самолетах сотрудничества Westland Lysander для повышения видимости экипажа.
Постоянная хорда с конической внешней частью : распространенный вариант, встречающийся, например, на многих типах Cessna .
Эллиптический : передняя и задняя кромки изогнуты таким образом, что длина хорды изменяется эллиптически в зависимости от размаха. Иногда ошибочно считается наиболее эффективным (в теории аэродинамики термин «эллиптический» описывает оптимальное распределение подъемной силы по крылу заданного размаха, а не его формы), а также сложным в изготовлении. Широко использовался на Supermarine Spitfire .
Полуэллиптический : только передняя или задняя кромка эллиптическая, а другая прямая, как у эллиптических задних кромок Северского П-35 . [16]
Крыло птицы : изогнутая форма, похожая на вытянутое крыло птицы. Популярен 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. Уайтхед № 21 1901 года был предметом претензий на первый полет с управляемым двигателем.
Круглый : приблизительно круглая форма в плане. На Vought V-173 использовались большие пропеллеры возле законцовок, что помогало противодействовать сильным вихрям на законцовках крыла, а также имелось внешнее хвостовое оперение для обеспечения устойчивости.
Летающая тарелка : круглое летающее крыло. По своей сути нестабильный, как продемонстрировал Avro Canada Avrocar .
Дисковое крыло : вариант, в котором вращается весь диск. [17] Популярен в таких игрушках, как фрисби .
Плоское кольцевое крыло : в круге есть отверстие, образующее закрытое крыло (см. выше). Кольцевые монопланы Ли-Ричардса летали незадолго до Первой мировой войны. [18]
Дельта : треугольная форма в плане со стреловидной передней кромкой и прямой задней кромкой. Обладает преимуществами стреловидного крыла, хорошей конструктивной эффективностью и малой лобовой площадью. Недостатками являются низкая нагрузка на крыло и большая смачиваемая площадь, необходимая для достижения аэродинамической устойчивости. Варианты:
Бесхвостая дельта : классическая высокоскоростная конструкция, используемая, например, в серии Dassault Mirage III .
Хвостовое дельта : добавлено обычное хвостовое оперение для улучшения управляемости. Использовался на МиГ-21 Микояна-Гуревича .
Обрезанная дельта : кончики крыльев обрезаны. Это помогает избежать сопротивления наконечника на больших углах атаки. У Fairey Delta 1 также был хвост. В крайнем случае переходит в «коническую стреловидную» конфигурацию.
Сложная дельта или двойная дельта : внутренняя часть имеет (обычно) более крутую стреловидность передней кромки, как на Saab Draken . Это улучшает подъемную силу на больших углах атаки и задерживает или предотвращает сваливание. Напротив, Saab Viggen имеет внутреннюю часть уменьшенной стреловидности, чтобы избежать помех от носовой части утка.
Дельта Огиваля : плавно перетекающая двойная кривая «рюмочного бокала», охватывающая передние края и кончик обрезанной сложной дельты. Виден в бесхвостом виде на сверхзвуковом транспортном корабле «Конкорд» .
Стреловидность крыла
Крылья могут быть сдвинуты назад, а иногда и вперед по разным причинам. Небольшая стреловидность иногда используется для регулировки центра подъемной силы, когда по какой-либо причине крыло не может быть закреплено в идеальном положении, например, из-за видимости пилота из кабины. Другие варианты использования описаны ниже.
Прямой : проходит под прямым углом к линии полета. Самое конструктивно эффективное крыло, оно было обычным для тихоходных конструкций с самых первых дней существования Wright Flyer .
Стреловидное назад (также известное как «стреловидное крыло»): крыло стреловидно назад от корня к кончику. В ранних бесхвостых образцах, таких как самолет Dunne , это позволяло внешней секции крыла действовать как обычное оперение (хвост), обеспечивая аэродинамическую устойчивость. На околозвуковых скоростях стреловидные крылья имеют меньшее сопротивление, но могут плохо управляться в сваливании или вблизи него и требуют высокой жесткости, чтобы избежать аэроупругости на высоких скоростях. Распространен на высоко-дозвуковых и ранних сверхзвуковых конструкциях, таких как Hawker Hunter .
Стреловидность вперед : крыло наклонено вперед от корня. Преимущества аналогичны обратной стреловидности, а также позволяют избежать проблем сваливания и уменьшить потери законцовки, что позволяет использовать крыло меньшего размера, но требует еще большей жесткости, чтобы избежать аэроупругого флаттера, как на Су-47 . В самолете HFB 320 Hansa Jet использовалась стреловидность вперед, чтобы предотвратить прохождение лонжерона через кабину. Небольшие самолеты с плечевым крылом могут использовать стреловидность вперед для поддержания правильного центра тяжести .
Некоторые типы изменяемой геометрии изменяют стреловидность крыла во время полета:
Поворотное крыло : также называется «крылом изменяемой стреловидности». Левое и правое крылья одновременно меняют стреловидность, обычно назад. Встречается в некоторых типах военных самолетов, таких как General Dynamics F-111 Aardvark .
Косое крыло : одно крыло с полным размахом поворачивается вокруг своей средней точки, так что одна сторона поворачивается назад, а другая - вперед. Летал на исследовательском самолете НАСА AD-1 .
Изменение развертки вдоль пролета
Угол стреловидного крыла также может быть изменен или изогнут по размаху:
Полумесяц : внешняя часть крыла имеет менее резкий изгиб, чем внутренняя часть, чтобы получить лучший компромисс между задержкой околозвукового удара и управлением потоком по размаху. Используется на Хэндли Пейдже Викторе . [19]
Изогнутая стрелка : аэродинамически идентична составной дельте, но задняя кромка также загнута внутрь. Экспериментально опробован на General Dynamics F-16XL .
M-крыло : внутренняя секция крыла стреловидна вперед, а внешняя — назад. Позволяет крылу иметь большую стреловидность, сводя к минимуму нежелательные эффекты аэроупругого изгиба . Периодически изучался, но никогда не использовался на самолетах. [20] [21] [22]
W-крыло : перевернутое M-крыло. Предлагался для Blohm & Voss P.188 , но изучался еще меньше, чем M-wing, и в итоге так и не использовался. [20] [22]
Асимметричный
На некоторых асимметричных самолетах левая и правая стороны не являются зеркальным отображением друг друга:
Асимметричная компоновка : у Blohm & Voss BV 141 был отдельный фюзеляж и гондола экипажа, смещенная с обеих сторон, чтобы обеспечить экипажу хороший обзор.
Асимметричный размах : на некоторых итальянских истребителях, таких как Ansaldo SVA , одно крыло было немного длиннее другого, чтобы противодействовать крутящему моменту двигателя.
Косое крыло : одно крыло смахивает вперед, а другое назад. NASA AD-1 имел полноразмахное крыло с изменяемой стреловидностью.
Хвостовое оперение и носовая часть
Классическое крыло с аэродинамической секцией нестабильно по тангажу и требует некоторой формы горизонтальной стабилизирующей поверхности. Кроме того, он не может обеспечить сколько-нибудь существенного управления по тангажу, поэтому требуется отдельная поверхность управления (руль высоты), установленная в другом месте - обычно на горизонтальном стабилизаторе.
Обычный : поверхность хвостового оперения в задней части самолета, образующая часть хвоста или оперения . Это не стало конвенцией в течение нескольких лет после Райтов, и первым успешным примером стал Блерио VII 1907 года.
Утка : поверхность «носовой части» в передней части самолета. Обычное явление в первые годы, но с началом Первой мировой войны ни одна серийная модель не появлялась до Saab Viggen в 1967 году.
Тандем : два или более основных крыла, расположенные одно за другим. Оба обеспечивают значительный подъем. Примером может служить Rutan Quickie . Чтобы обеспечить продольную устойчивость, крылья должны различаться по аэродинамическим характеристикам: обычно у двух крыльев различаются угол падения и / или выбранные аэродинамические профили. Крылья с каждой стороны могут сходиться на концах, образуя единое крыло (см. выше). [7]
Три поверхности : [23] как обычное хвостовое оперение, так и вспомогательные поверхности «утка». Современные примеры включают Су-33 , а пионерские примеры включают Voisin-Farman I.
Внешний хвост : разделен на две части, каждая половина установлена на короткой балке сразу за законцовкой крыла и за ее пределами. Он включает подвесные горизонтальные стабилизаторы (OHS) и может включать или не включать дополнительные вертикальные стабилизаторы (кили), установленные на стреле. В таком положении хвостовое оперение конструктивно взаимодействует с вихрями законцовок крыла, что существенно снижает лобовое сопротивление. Используется для масштабированных композитов SpaceShipOne .
Бесхвостый : нет отдельной поверхности ни спереди, ни сзади. Несущая и стабилизирующая поверхности могут быть объединены в одной плоскости, как на Short SB.4 Sherpa , у которого все законцовки крыла выполняли роль элевонов . В качестве альтернативы профиль аэродинамической части может быть изменен для обеспечения внутренней устойчивости, как на Dunne D.5 . Самолеты, имеющие хвостовое оперение, но не имеющие вертикального оперения, также называют «бесхвостыми».
Диэдральный и анэдральный
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 придает неглубокую V-образную форму, если смотреть спереди. Добавляет боковую устойчивость.
Анэдральный или катаэдрический : кончики ниже корня, как у первого Райт Флаера ; противоположность двугранника. Используется для снижения стабильности, когда какая-либо другая функция приводит к слишком большой стабильности.
Некоторые бипланы имеют разную степень двугранности/ангедра на разных крыльях. У Sopwith Camel было плоское верхнее крыло и двугранное крыло на нижнем крыле, а у Hanriot HD-1 было двугранное крыло на верхнем крыле, но не было на нижнем.
В коленчатом или многогранном крыле двугранный угол меняется по размаху. (Обратите внимание, что определение «изогнутый» варьируется в зависимости от использования. [24] [25] [26] [27] См. Также форму изогнутой стрелки в плане.)
Крыло «чайка» : острый двугранник в корневой части крыла, небольшой или отсутствующий в основной части, как на истребителе PZL P.11 . Иногда используется для улучшения обзора вперед и вверх и может использоваться в качестве верхнего крыла на биплане, например на Поликарпове И-153 .
Крыло перевернутой чайки : угловатое в корневой части, двугранное в основной части. Противоположность крылу чайки. Может использоваться для уменьшения длины стоек шасси, установленных на крыле, при этом позволяя поднять фюзеляж, как на немецкомпикирующем бомбардировщике Junkers Ju 87 Stuka .
Изогнутая или скошенная законцовка : двугранная часть законцовки отличается от основного крыла. Наконечники могут иметь двугранную форму, направленную вверх, как на F-4 Phantom II , или двугранную форму, направленную вниз, как на Northrop XP-56 Black Bullet .
Крыло с каналом включает в себя секцию крыла, образующую частичный воздуховод вокруг воздушного винта или непосредственно за ним. Летал с 1942 года только в виде прототипа, особенно на самолетах Custer Channel Wing .
Крылья против тел
Некоторые конструкции не имеют четкого соединения крыла с фюзеляжем или корпусом. Это может быть связано с тем, что один или другой из них отсутствует или они сливаются друг с другом:
Летающее крыло : у самолета нет отчетливого фюзеляжа или горизонтального оперения (хотя могут присутствовать плавники, гондолы, волдыри и т. д.), как у бомбардировщика-невидимки B-2 .
Смешанный корпус или смешанный корпус-крыло : между крылом и фюзеляжем происходит плавный переход без жесткой разделительной линии. Уменьшает площадь смачивания , а также может уменьшить помехи между воздушным потоком над корневой частью крыла и любым прилегающим корпусом, в обоих случаях уменьшая сопротивление. Примером такого подхода является самолет -разведчик Lockheed SR-71 .
Подъемный корпус : у самолета отсутствуют узнаваемые крылья, но он опирается на фюзеляж (обычно на высоких скоростях или больших углах атаки) для обеспечения аэродинамической подъемной силы, как на X-24 .
Некоторые конструкции могут попасть в несколько категорий в зависимости от интерпретации, например, многие БПЛА или дроны можно рассматривать либо как бесхвостое смешанное тело крыла, либо как летающее крыло с глубокой центральной хордой.
Изменяемая геометрия
Самолет с изменяемой геометрией способен менять свою физическую конфигурацию во время полета.
Некоторые типы летательных аппаратов с изменяемой геометрией переходят между конфигурациями с неподвижным и поворотным крылом. Дополнительную информацию об этих гибридах см. в разделе «механический подъемник» .
Переменная форма плана
Крыло изменяемой стреловидности или поворотное крыло . Левое и правое крылья одновременно меняют стреловидность, обычно назад. Первый успешный стреловидный полет крыла был осуществлен Bell X-5 в начале 1950-х годов. В Beech Starship только носовая часть «утка» имеет переменную стреловидность.
Наклонное крыло : одно крыло с полным размахом поворачивается вокруг своей средней точки, как это используется в НАСА AD-1 , так что одна сторона поворачивается назад, а другая - вперед.
Телескопическое крыло : внешняя часть телескопического крыла находится над внутренней секцией крыла или внутри нее, размах крыла варьируется, удлинение и площадь крыла, как это используется на планере FS-29 TF . [28]
Съемное крыло . В исследовании WS110A предлагалось длинное крыло для дозвукового взлета и крейсерского полета, у которого затем отсоединялись внешние панели и опускались, оставляя крыло с коротким размахом для сверхзвукового полета. (См. также Скользящее крыло ниже.)
Выдвижное крыло или расширяющееся крыло : часть крыла втягивается в основную конструкцию самолета для уменьшения лобового сопротивления и тряски на малой высоте для высокоскоростного полета и выдвигается только для взлета, крейсерского полета на низкой скорости и посадки. Биплан Gérin Varivol , летавший в 1936 году, имел удлиненную переднюю и заднюю кромки для увеличения площади крыла. [29]
Складное крыло : часть крыла выдвигается для взлета и посадки и складывается для полета на высокой скорости. Внешние секции крыла XB-70 Valkyrie складывались вниз для увеличения подъемной силы при сжатии и курсовой устойчивости во время сверхзвукового крейсерского полета. (Многие самолеты имеют крылья, которые можно складывать для хранения на земле или на борту корабля; это не складные крылья в том смысле, который используется здесь.)
Раздел переменных
Переменный наклон : плоскость крыла может наклоняться вверх или вниз относительно фюзеляжа. Крыло Vought F-8 Crusader было повернуто, приподняв переднюю кромку при взлете для улучшения характеристик. Если на крыле установлены винты с приводом, обеспечивающие вертикальный взлет или режим STOVL , то при экстремальных углах оно переходит в класс конвертопланов .
Переменный развал : передняя и/или задняя кромки всего шарнира крыла для увеличения эффективного развала крыла, а иногда и его площади. Это повышает маневренность. Первый экземпляр был поднят на Westland N.16 в 1917 году. [30]
Переменная толщина : центральная часть верхнего крыла может быть поднята для увеличения толщины крыла и развала при посадке и взлете и уменьшена для увеличения скорости. Чарльз Рошвиль и другие летали на экспериментальных самолетах. [31] [32] [33]
Полиморфное крыло способно менять количество самолетов в полете . Прототипы «складного истребителя» ИС Никитина -Шевченко могли после взлета трансформироваться из конфигурации биплана в моноплан, складывая нижнее крыло в полость в нижней части верхнего крыла.
Сдвижное крыло представляет собой вариацию полиморфной идеи, согласно которой моноплан с низкорасположенным крылом оснащен вторым съемным «скользящим» крылом над ним для облегчения взлета. Затем верхнее крыло отпускают и выбрасывают в воздух. Идея впервые была реализована на экспериментальном Hillson Bi-mono .
Второстепенные независимые поверхности
Различные мелкие поверхности
Самолеты могут иметь дополнительные незначительные аэродинамические поверхности. Некоторые из них рассматриваются как часть общей конфигурации крыла:
Крылышко : небольшой плавник на кончике крыла, обычно повернутый вверх. Уменьшает размер вихрей, исходящих от законцовки крыла, и, следовательно, сопротивление законцовки.
Стрейк : небольшая поверхность, обычно длиннее, чем ширина, установленная на фюзеляже. Ребра могут располагаться в различных положениях для улучшения аэродинамических свойств. Корневые расширения передней кромки (LERX) также иногда называют обтекателями крыла.
Скула : профиль с острыми краями, идущий вдоль фюзеляжа. При аэродинамическом использовании он выдвигается наружу, образуя несущую поверхность, обычно сливающуюся с основным крылом. Помимо улучшения управляемости на низких скоростях (с большим углом атаки), он обеспечивает дополнительную подъемную силу на высоких сверхзвуковых скоростях для минимального увеличения лобового сопротивления. Встречался на Lockheed SR-71 Blackbird .
Усы : небольшая поверхность «утка» с большим удлинением, не имеющая подвижной поверхности управления. Обычно убирается для высокоскоростного полета. Отклоняет воздух вниз к основанию крыла, чтобы задержать сваливание. Видел на Dassault Milan .
Дополнительные второстепенные функции
Дополнительные незначительные элементы могут быть применены к существующей аэродинамической поверхности, такой как основное крыло:
Высокий подъем
Высотные устройства
Устройства высокой подъемной силы поддерживают подъемную силу на низких скоростях и задерживают сваливание, чтобы обеспечить более медленные скорости взлета и посадки:
Предкрылок и прорезь : предкрылок передней кромки представляет собой небольшой аэродинамический профиль, простирающийся перед основной передней кромкой. Размах зазора позади него образует прорезь передней кромки. Воздух, проходящий через прорезь, отклоняется предкрылком назад и обтекает крыло, что позволяет самолету летать на более низких скоростях без отрыва потока или сваливания. Планка может быть фиксированной или выдвижной.
Закрылок : шарнирная аэродинамическая поверхность, обычно на задней кромке, которая поворачивается вниз для создания дополнительной подъемной силы и сопротивления. Варианты включают простые, прорезные и разрезные клапаны. Некоторые, такие как закрылки Фаулера , также выдвигаются назад, чтобы увеличить площадь крыла. Клапан Крюгера –это передовое устройство.
Манжета : расширение передней кромки, которое изменяет аэродинамическую часть крыла, обычно для улучшения характеристик на низкой скорости.
Регулирование расхода по размаху
Устройство регулирования расхода по размаху
На стреловидном крыле воздух имеет тенденцию течь как вбок, так и назад, и уменьшение этого потока может повысить эффективность крыла:
Забор крыла : плоская пластина, проходящая вдоль хорды крыла и на небольшое расстояние по вертикали. Используется для управления потоком воздуха над крылом по размаху.
Передняя кромка «собачьего зуба» : создает резкий разрыв потока воздуха над крылом, нарушая поток по размаху. [37]
Зубчатая передняя кромка : действует как клык. [37]
Создание вихря
Вихревые устройства
Устройства Vortex поддерживают воздушный поток на низких скоростях и задерживают сваливание, создавая вихрь, который повторно заряжает пограничный слой вблизи крыла.
Генератор вихрей : небольшой треугольный выступ на верхней передней поверхности крыла; обычно несколько штук 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 параллельно нормальному потоку воздуха. На низких скоростях эффекты законцовки вызывают локальный поток по размаху, который отклоняется вортилоном, образуя вихрь, проходящий вверх и над крылом.
Выдвижение передней кромки корня (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 в горизонтальном полете.
Обтекатели различных типов, такие как блистеры, пилоны и гондолы на законцовках крыла, содержащие оборудование, которое не может поместиться внутри крыла и единственная аэродинамическая цель которого - уменьшить сопротивление, создаваемое оборудованием.
Филлет , тип обтекателя: небольшое изогнутое заполнение на стыке двух поверхностей, таких как крыло и фюзеляж, плавно соединяющее их вместе для уменьшения лобового сопротивления.
^ Тейлор, Дж. (Ред.), Все самолеты мира Джейн 1980–81, Jane's (1980)
^ Грин, В.; Боевые самолеты второй мировой войны, Том. 5, Летающие лодки , Макдональд (1962), стр.131.
^ Тейлор, 1990. с. 76
^ Кроо, И. (2005), «Концепции неплоского крыла для повышения эффективности самолетов», Серия лекций VKI об инновационных конфигурациях и передовых концепциях будущих гражданских самолетов, 6–10 июня 2005 г.
^ «Неплоские крылья: закрытые системы». Aero.stanford.edu. Архивировано из оригинала 11 августа 2011 года . Проверено 31 марта 2012 г.
^ Airliners.net, Lee Richards Annular, 2012, получено 31 марта 2012 г.
^ аб Хендерсон, Уильям П. и Хаффман, Джарретт К.; Аэродинамические характеристики тандемного крыла с числом Маха 0,30, НАСА, октябрь 1975 г.
^ Марсель, Артур; Ligeti Stratos, ultralightaircraftaustralia.com, 2024 г. (получено 13 мая 2022 г.).
^ Анжелюкко, Э. и Мачарди, П.; Происхождение мировых самолетов – Первая мировая война , Сэмпсон Лоу, 1977 г.
^ Кермод (1972), Глава 3, с. 103.
↑ Гаррисон, Питер (1 января 2003 г.). «Прямоугольные крылья | Летающий журнал». Flyingmag.com. Архивировано из оригинала 17 июля 2022 года . Проверено 17 июля 2022 г. Берджи заканчивает следующим советом: «Когда вы проходите мимо Cherokee, RV или любого из тысяч самолетов авиации общего назначения с крыльями Hershey Bar, одарите их дружелюбной улыбкой. Дайте им понять, что вы цените высокую крейсерскую эффективность их почти идеального самолета. распределение подъемной силы по размаху. И их щадящие характеристики сваливания».
↑ Мартин, Суэйн (8 июля 2016 г.). «6 конструкций крыльев, которые должен знать каждый пилот». www.boldmethod.com . Архивировано из оригинала 17 июля 2022 года . Проверено 17 июля 2022 г. вы можете увидеть, насколько прямоугольным на самом деле является крыло Piper PA-23 Aztec. Есть причина, по которой это место называют крылом «Херши-бар».
^ Том Бенсон; Площадь крыла, НАСА
^ Илан Кроо. Проектирование самолета AA241 : синтез и анализ определений геометрии крыла, архивировано 13 октября 2015 г. в Wayback Machine , Стэнфордский университет.
^ Г. Димитриадис; Лекция 2 по проектированию самолетов : Аэродинамика, Льежский университет.
^ "Александр де Северский". Centennialofflight.net . Проверено 31 марта 2012 г.
^ Поттс, младший; Аэродинамика дискового крыла, Манчестерский университет, 2005 г.
^ письмо от Холла-Уоррена, Н.; Flight International , 1962, с. 716.
^ "Стреловидное крыло | Авро Вулкан | 1953 | 0030 | Архив полетов" . Flightglobal.com. 5 декабря 1952 года . Проверено 29 мая 2012 г.
^ аб Дидерих и Фосс; Статические аэроупругие явления M-, W- и Λ- крыльев, NACA 1953.
^ «Аэродинамика в Теддингтоне», рейс : 764, 5 июня 1959 г.
^ аб Эллис Кац; Эдвард Т. Марли; Уильям Т. Пеппер, NACA RM L50G31 (PDF) , NACA, заархивировано из оригинала (PDF) 21 июля 2011 г.
^ P180 Avanti-Спецификация и описание. См. стр. 55, Приложение A: «Примечания к конструкции с 3 подъемными поверхностями».
^ Эрнст-Генрих Хиршель; Хорст Прем; Геро Маделунг (2004). Авиационные исследования в Германии: от Лилиенталя до наших дней. Springer Science & Business Media. п. 167. ИСБН978-3-540-40645-7.
^ Бенолиэль, Александр М., Аэродинамический наклон изогнутых крыльев стрелы: оценка, отделка и проектирование конфигурации, Политехнический институт и Государственный университет Вирджинии, май 1994 г., получено 31 марта 2012 г.
^ «Boeing Sonic Cruiser вытесняет 747X» . Flightglobal.com. 3 апреля 2001 года . Проверено 31 марта 2012 г.
^ «ЧТО ЭТО? Характеристики самолета, которые помогают классифицировать корректировщику: простое руководство по основным функциям при проектировании для начинающих», рейс : 562, 4 июня 1942 г.
^ "фс 29 - "ТФ"" . Uni-stuttgart.de. 5 февраля 2012 года . Проверено 31 марта 2012 г.
^ «Самолет с расширяющимся крылом летает на испытаниях» . Популярная наука . Ноябрь 1932 г. с. 31.
^ Лукинс, А.Х.; Книга самолетов Westland , Aircraft (Technical) Publications Ltd, (1943 или 1944).
^ Журналы Hearst (январь 1931 г.). «Регулируемые крылья самолета меняются в полете». Популярная механика . Журналы Херста. п. 55.
^ Полет, 15 августа 1929 г.
^ Бойн, WJ; Лучшее из журнала Wings , Brassey's (2001)
^ «FlexSys Inc.: Аэрокосмическая промышленность». Архивировано из оригинала 16 июня 2011 года . Проверено 26 апреля 2011 г.
^ Кота, Шридхар; Осборн, Рассел; Эрвин, Грегори; Марич, Драган; Флик, Питер; Пол, Дональд. «Адаптивное крыло, соответствующее заданию – проектирование, изготовление и летные испытания» (PDF) . Анн-Арбор, Мичиган; Дейтон, Огайо, США: FlexSys Inc., Исследовательская лаборатория ВВС. Архивировано из оригинала (PDF) 22 марта 2012 года . Проверено 26 апреля 2011 г.
↑ Кальсада, Руби (20 августа 2015 г.). «АФТИ Ф-111». НАСА . Проверено 24 июня 2020 г.
