Есть ли какие-либо конкретные весовые или конструктивные причины для выбора низкого или высокого крыла для грузового самолета?

У меня есть концепция большого грузового самолета, и я спорю между высоким или низким крылом. Кажется, что оба жизнеспособны, но интуитивно кажется, что конструктивно сложнее поддерживать высокое крыло. В качестве альтернативы, хотя мне нравится идея с высоким крылом, чтобы поднять двигатели и обеспечить лучшую способность приземляться на поле. Может ли кто-нибудь прокомментировать штрафы за вес, связанные с той или иной концепцией? Есть ли структурное преимущество в одной конфигурации?

@fooot Ни один из ответов на этот вопрос не отвечает на этот вопрос, поэтому этот вопрос не следует закрывать как дубликат.
Самая большая проблема с низкопланом - это основной лонжерон крыла, который проходит сквозь самолет. Вот почему большинство тяжелых грузовых самолетов имеют высокоплан, например C-17 Globemaster III и Антонов АН-225.
@ Рон, лонжерон пройдет в любом случае. Если мы не хотим ущемлять внутреннее пространство, мы можем опустить низкорасположенное крыло ниже фюзеляжа, как на Cessna Citation , или поднять высокорасположенное крыло, как на Ил-76 . Настоящая проблема заключается просто в дорожном просвете и высоте платформы.
Вам не нужно поддерживать крыло — крыло должно поддерживать самолет.

Ответы (3)

@Ron Beyer указал вам правильное направление. Изучите существующие конструкции, начиная с Gigant.

Крыло, безусловно, является самой прочной частью самолета, поскольку оно должно нести повышенные аэродинамические нагрузки и вес самолета во время полета. Низкое крыло может быть немного сильнее к положительным перегрузкам, поскольку фюзеляж образует арку над серединой крыла. Однако для грузовых перевозок высокорасположенное крыло предлагает преимущество более низкой посадки, крена через грузовой отсек и большей устойчивости в полете.

Что касается шасси, низкорасположенное крыло предлагает размещение шасси на крыльях для более широкой колеи. Высокие крылья крепятся к фюзеляжу, но высокое крыло дает возможность увеличить дорожный просвет от препятствий на «недостроенных» взлетно-посадочных полосах.

Как видите, оба сделаны и оба находятся в эксплуатации по всему миру. Коммерческие грузовые перевозки предпочли бы тип 747, военные - С-17. И давайте не будем забывать о турбовинтовых двигателях для экономии топлива!

И высокое, и низкое крыло будут соответствовать требованиям для перевозки грузов, а как насчет того, чтобы оба на одном самолете вернули размах крыльев менее 150 футов!

Спасибо за ваш ответ

У них обычно высокие крылья из практических соображений, на них намного легче загрузить груз, чем на низкопланы, где фюзеляж выше, чтобы обеспечить достаточный просвет.

С точки зрения веса конструкции, вероятно, разница невелика. Я проверил книгу концептуального дизайна Хоу и обнаружил, что высокое или низкое крыло, похоже, не влияет на массу конструкции.

Упаковка шасси и его разница в длине могут изменить массу, а также, если требуются какие-либо аэродинамические обтекатели, это может увеличить сопротивление и привести к расходу топлива.

Как уже отмечалось, лучшее, что вы можете сделать на этом этапе, — это изучить существующие проекты. Их много.

Вы заметите, что почти все самолеты, которые имеют рампу и предназначены для перевозки самозагружающихся грузов (например, транспортных средств), имеют высокоплан. (Большинство из них военные). Таким образом, для этого должна быть веская причина, даже если она имеет некоторые штрафы. А причина проста: скат рампы не может быть слишком крутым, а слишком длинной рампы не хочется; таким образом, вы хотите, чтобы грузовая палуба была как можно ниже. Это достижимо только с высокорасположенным крылом и его низким дорожным просветом.

Некоторые из таких самолетов, например Ан-124 и С-5 , могут даже «наклонить» носовую опору, чтобы обеспечить еще более низкую высоту палубы.

Напротив, большинство коммерческих грузовых самолетов загружаются в хорошо оборудованных аэропортах, в основном контейнерами, и им не нужна рампа. Обычно это переоборудованные пассажирские самолеты, преимущественно низкопланы.

У каждой конструкции есть «объективные» преимущества и недостатки. Вкратце, конструкция с высокорасположенным крылом лучше с точки зрения аэродинамики (имеет меньшее сопротивление при прочих равных условиях), но создает больше конструктивных проблем. Меньшие самолеты, например Dash-8 , могут позволить себе поднять основные стойки шасси до крыла, где вы действительно хотите их установить. А в остальном нужно серьезное усиление фюзеляжа между крылом и креплением шасси. Наличие аппарели, а значит и большого выреза в фюзеляже — еще одна головная боль.

Тем не менее, соответствующие преимущества и проблемы не являются принципиальными, и практические соображения перевешивают их, как видно из изучения существующих примеров.

Спасибо за ваш ответ