Как распознать горизонтальное крыло в конструкции Хортена или экспериментальный планер в этом видео?

Вы не можете только из плана.

Во-первых, винглеты — это не волшебное устройство. Называя крыло с колоколообразным распределением подъемной силы крылом с горизонтальными винглетами, мы пытаемся разыграть мистику, которую маркетинг НАСА создал вокруг винглета. Но физика, лежащая в основе этого, довольно обыденна, и тяга, создаваемая внешним крылом, является своего рода расплатой за более высокие потери в середине размаха из-за крутого градиента подъемной силы по размаху.

Далее, все крылья создают тягу, если вы определяете ее достаточно узко. Это происходит из-за силы всасывания на передней верхней стороне аэродинамического профиля и называется тягой передней кромки .

Индуктивное сопротивление представляет собой обратный наклон аэродинамических сил и вызвано созданием подъемной силы. Наименьшее сопротивление при заданной подъемной силе и размахе крыла может быть достигнуто при эллиптическом распределении по размаху. Распределение в форме колокола создает большее сопротивление при той же подъемной силе и размахе крыла, поскольку оно имеет более высокий градиент подъемной силы по размаху в середине размаха.

Что делает конец этого крыла законцовкой?

Это вопрос определения. Так называемая область крылышка — это место, где законцовки крыльев несут лишь небольшую положительную или даже отрицательную подъемную силу. Как и в крылышке, это дает местной подъемной силе переднюю составляющую, которая работает как противоположность индуктивному сопротивлению. Назовите это вынужденной тягой, если хотите: это то, что является общим для винглетов и законцовки крыла с отрицательной нагрузкой. Это, в свою очередь, вызвано круткой крыла и местным отклонением руля. Вы не можете видеть из вида сверху, как подъемная сила распределяется по пролету.

Но у колоколообразного распределения подъемной силы есть несколько интересных преимуществ:

• Поскольку большая часть подъемной силы создается вблизи корня крыла, изгибающий момент лонжерона можно поддерживать на низком уровне при заданной подъемной силе. Это позволяет использовать легкую конструкцию крыла, что особенно важно для больших самолетов .
• При отклонении элеронов распределение подъемной силы на поднимающемся крыле становится почти эллиптическим, а на опускающемся крыле - еще хуже, что значительно увеличивает индуктивное сопротивление. Это уменьшает неблагоприятное рыскание, так что вертикальное хвостовое оперение не требуется.

Звучит здорово, не так ли?

На самом деле нет, если присмотреться:

• Из-за низкого максимального коэффициента подъемной силы летающих крыльев поверхность крыла летающего крыла должна быть намного выше, чем у обычной конфигурации с той же посадочной скоростью, где поверхность оперения позволяет использовать мощные закрылки задней кромки , увеличивая вес крыла . и сильно тянуть.
• Распределение подъемной силы в форме колокола похоже на полет с наполовину развернутыми спойлерами . Отклонение элеронов убирает интерцептор на поднимающемся крыле и полностью выдвигает его на опускающемся крыле. Вроде как раздельные элероны В-2. Я думаю, что лучше использовать спойлеры только во время маневрирования. Кроме того, летающие крылья Horten были известны своей предельной курсовой устойчивостью, особенно на высокой скорости, когда стреловидность не сильно помогала. Этого было слишком мало, чтобы даже компенсировать несимметричную тягу . Крайне желательны плавник или дополнительная искусственная стабилизация.

У меня есть несколько постов и язвительных комментариев, которые описывают функцию винглетов именно так, как показано в этом видео; то есть они используют циркуляцию вокруг носка для создания тяги (как паруса на лодке, поэтому их первоначально называли «парусами на носу»). Почти во всех описаниях туманно говорится о том, как они снижают индуктивное сопротивление. Это первый раз за долгое время, когда я вижу, что это так ясно объяснено, и это здорово видеть.

В любом случае, помня, что винглет — это летающая поверхность, которая создает тягу за счет циркуляции законцовки, то, что они сделали здесь, — это просто удлинение плоской законцовки с установленным углом падения (более нос вниз, чем у обычной законцовки крыла), чтобы использовать ту же циркуляцию, своего рода раньше в круговом движении потока (в 9 часов вместо 12 можно сказать). Это размещение, по-видимому, создает гораздо более сильную составляющую тяги от вихря, чем вертикальный винглет, настолько сильную, что этого достаточно, чтобы полностью нейтрализовать повышенное сопротивление от ближайшего нижнего элерона.

Это означает, что устранение таким образом неблагоприятного рыскания, наряду с стреловидностью, обеспечивающей естественную склонность к флюгеру, позволяет полностью отказаться от рулей направления.

Борьба с асимметричной тягой двигателя — это еще одна задача рулей, здесь не рассматриваемая, и многодвигательному самолету все равно потребуется какое-то устройство компенсации асимметричной тяги, но помимо этого, оно кажется блестящим.

Глядя на изображение планера, ориентация шарниров указывает на то, что винглеты должны обеспечивать управление по курсу, заменяя руль направления, а также элероны. Оригинальный самолет Horten имел спойлеры, которые выполняли ту же роль, что и руль направления в обычной конструкции.

Отличная работа команды НАСА и интересный способ мышления в трех измерениях.

Взгляд на анатомию птичьих крыльев показывает, как они уменьшают подъемную силу и увеличивают сопротивление с одной и той же стороны: используя свое «запястье», чтобы повернуть кончик крыла вниз. Вы можете сделать это, вытянув руку и вращая запястьем. Обычным самолетам нужны рули направления, чтобы противодействовать «неблагоприятному рысканию», создаваемому направленными вниз элеронами (более высокий угол атаки, более высокая подъемная сила) на противоположной стороне поворота. Это «скоординированный» поворот. Спойлер на той же стороне более «птичий», его можно найти на почтенном B52.

Но прежде чем мы выбросим наши вертикальные стабилизаторы и рули, очень важно изучить характеристики бокового ветра. Двугранный самолет с креном от ветра и сносом в сторону от сильного порыва. «Флюгерное» движение хвоста ускоряет подветренное крыло, помогая уменьшить крен. Птицы смягчают поперечную качку ветра, сгибая кончики крыльев (опять же запястья).

Эта взаимосвязь поперечного и вертикального стабилизаторов самолета выражается в обсуждениях «голландского крена» (слишком маленький вертикальный стабилизатор) и спиральной нестабильности (слишком большой). Возможно, поэтому B52 уменьшил, но не устранил их.

Может быть, они попробовали винглеты как часть своей итерации дизайна, а затем решили отказаться от них или, скорее, согнуть их вниз, получив больший размах крыла.

«Горизонтальное крылышко», по-видимому, является термином, используемым в исследованиях аэродинамической трубы для обозначения «крылышек загнуты вниз», в отличие от крылышек под углом 60 градусов и т. Д.

Сложность с этими «горизонтальными крылышками» заключается в том, что по сути у вас есть крыло, отличное от того, с которым вы начинали, с большим размахом. Это похоже на обман самого себя.

Итак, в данной конструкции нет винглетов. Они просто увеличили размах крыльев и назвали это «горизонтальными законцовками», что является неправильным названием.

И я также думаю, что их объяснение относительно тяги, создаваемой винглетами, неверно.

Я с удовольствием прочитал все эти посты.

Я предполагаю, что многие читали эту статью, но если нет, то она может быть полезной и полезной.

Друг поделился со мной этим техническим отчетом НАСА за 2016 год, и позже я оказался в этой теме.

• О крыльях с минимальным индуктивным сопротивлением: значение нагрузки на пролет для самолетов и птиц. НАСА/ТП — 2016–219072 гг.

В течение почти столетия теория подъемной линии Людвига Прандтля остается стандартным инструментом для понимания и анализа крыльев самолетов. Инструмент, по словам Прандтля, изначально указывает на эллиптическую размаховую нагрузку как на наиболее эффективный выбор крыла, и он также стал стандартом в авиации. Не имея другой модели, исследователи птиц использовали эллиптическую пролетную нагрузку практически с момента ее появления. Тем не менее, за последние полвека исследования полета птиц дали все больше данных, несовместимых с эллиптической размахом. В 1933 году Прандтль опубликовал малоизвестную статью, в которой представил превосходную пролетную нагрузку: любое другое решение приводит к большему сопротивлению. Мы утверждаем, что эта вторая нагрузка является правильной моделью для данных о полете птиц. На основе исследований мы представляем объединяющую теорию для превосходной эффективности и скоординированного управления в одном решении. Конкретно, Второй пролет Прандтля предлагает единственное решение трех аспектов полета птиц: как птицы могут поворачиваться и маневрировать без вертикального хвоста; почему птицы летят строем, перекрывая кончики крыльев; и почему узкие законцовки крыла не приводят к сваливанию законцовки крыла. Мы провели исследование с использованием двух экспериментальных самолетов, спроектированных в соответствии с принципами второй статьи Прандтля, но с применением последних разработок, чтобы проверить различные возможности новой разнесенной нагрузки, а именно: в качестве альтернативы для исследователей птиц продемонстрировать концепцию обратного рыскания. , и предложить новый метод управления и эффективности самолета. и почему узкие законцовки крыла не приводят к сваливанию законцовки крыла. Мы провели исследование с использованием двух экспериментальных самолетов, спроектированных в соответствии с принципами второй статьи Прандтля, но с применением последних разработок, чтобы проверить различные возможности новой разнесенной нагрузки, а именно: в качестве альтернативы для исследователей птиц продемонстрировать концепцию обратного рыскания. , и предложить новый метод управления и эффективности самолета. и почему узкие законцовки крыла не приводят к сваливанию законцовки крыла. Мы провели исследование с использованием двух экспериментальных самолетов, спроектированных в соответствии с принципами второй статьи Прандтля, но с применением последних разработок, чтобы проверить различные возможности новой разнесенной нагрузки, а именно: в качестве альтернативы для исследователей птиц продемонстрировать концепцию обратного рыскания. , и предложить новый метод управления и эффективности самолета.