Если бы не было никаких компромиссов с низкой скоростью, как бы выглядело идеальное крыло Mach-3?

Такие самолеты, как «Конкорд», Ту-144 и многие другие сверхзвуковые самолеты, нуждаются в крыле, обладающем хорошими скоростными и низкоскоростными характеристиками. Ведь он должен уметь взлетать и садиться. Хорошие характеристики на малых скоростях достигаются за счет закрылков, предкрылков и самой формы крыла.

Но скажем так, гипотетически, хорошие низкоскоростные характеристики вам вообще не нужны. Так что никаких компромиссов в форме крыла. Как должно выглядеть идеальное крыло Mach-3?

Цель состоит в том, чтобы иметь крыло с самым высоким аэродинамическим качеством на уровне 3 Маха.

Я выбрал Mach-3, потому что это, кажется, предел реактивных самолетов, запущенных в серию (МиГ-31, СР-71) (не считая экспериментальных самолетов).

Меня интересуют обычные конструкции, а не такие вещи, как корпус со смешанным крылом. Так что предположительно этот идеальный самолет был бы похож на Конкорд или Ту-144.

Некоторые вещи, которые я отметил за эти годы:

  • Х-15 имел вертикальный стабилизатор в форме «клина» с плоской спинкой . Вы можете увидеть это на фотографиях. Они сказали, что это потому, что плоская задняя часть обеспечивает большую устойчивость при меньшем сопротивлении на высоких скоростях. Будет ли крыло со скоростью 3 Маха иметь толстую плоскую заднюю кромку?

  • Ogival Delta кажется очень популярным для больших сложных сверхзвуковых самолетов. Никогда не понимал, почему именно так, поскольку чистый треугольный треугольник проще в изготовлении и легче выдерживает нагрузки.

  • У XB-70 Valkyrie были складные крылья, чтобы придать ему угловатую форму, предположительно для захвата ударной волны и, таким образом, для управления волнами, что более эффективно. Я заметил, что у Конкорда также есть слегка опущенные крылья возле кончиков.

Примечание. Мне не нужна полная 3D-модель формы крыла. Меня больше интересуют такие вещи, как какая у него плоскостная форма, какой двугранный/двугранный, если он есть, и т. д.

Я не инженер по аэродинамике, но подозреваю, что нет ни одного "идеального" крыла. Даже если вы выбрали воздушную скорость, есть и другие параметры, между которыми вам нужно найти компромисс. Вам нужна маневренность, топливная экономичность, грузоподъемность...
@yshavit Ах, маневренность не нужна. Думал просто получить максимальное аэродинамическое качество. будет редактировать.
Я думаю, что это правильный вопрос; мы знаем, что для дозвукового полета идеальное крыло бесконечно длинное и узкое, так как же оно будет выглядеть для сверхзвукового полета?
Если заглянуть за пределы конструкции самолета и рассмотреть конструкцию больших ракет, это может дать хорошее представление о том, как может выглядеть такой корабль. В конце концов, это машины, предназначенные для таких скоростей, которые достигаются после очень короткой фазы разгона после запуска, которая обычно выполняется во время баллистического полета, а не контролируется.

Ответы (1)

Одной из конструкций со скоростью 3 Маха, которая не заботилась о низкоскоростных характеристиках, был разведывательный беспилотник Lockheed Q-12 / D-21 , который использовал прямоточный реактивный двигатель Marquardt RJ-43 для движения и имел полетное число Маха до 3,5. Первоначально он был запущен по воздуху с задней части А-12 / М-21 и разбился, когда закончилось топливо. Целью было глубокое проникновение в воздушное пространство противника для проведения фоторазведки в предспутниковые дни. Когда позже самолет-носитель был заменен на B-52, D-21 потребовался огромный ускоритель, чтобы довести его до крейсерской скорости 3,35 Маха.

Это должно быть ближе всего к бескомпромиссному дизайну Mach 3+; однако он в значительной степени опирался на аэродинамическую работу с A-12 / SR-71, поэтому, вероятно, пространство для решения было ограничено с самого начала.

Д-21 вид с трех сторон

Д-21, вид с трех сторон ( источник фото ). Угол был необходим, чтобы компенсировать момент качения высокого хвоста при боковом скольжении. В еще более бескомпромиссной конструкции использовалась бы меньшая вертикаль и такой же плавник на нижней стороне, а не угол наклона. Однако нижний бортовой киль сделал бы невозможным запуск с воздуха сзади А-12.

Все поверхности имели острые задние кромки. Клиновидное поперечное сечение, подобное хвостовой части Х-15, начинает иметь смысл только на скоростях свыше 5 Маха, когда использование аэродинамического сопротивления для курсовой устойчивости более эффективно, чем увеличение площади хвостового оперения.

Вау, это настоящий дрон. Потолок полета 29 км, скорость 3,35 Маха, дальность 5550 км. Меня беспокоит только то, что стелс-форма могла потребовать некоторого компромисса в форме крыла. Я прочитал статью в вики, но все, что она должна была сказать, этоThe Q-12...used key technology from the A-12 project, including...radar cross-section reduction design features.
хех, так эта нелепая игрушка из моего детства была не такой смешной! 3djoes.com/uploads/1/3/3/9/13396852/5617750_orig.jpg