Какая конструкция планера лучше всего подходит для штормовой погоды?

Наблюдая за конфигурацией современных самолетов, используемых для изучения погоды, важно также отметить, что эти самолеты изначально были построены для различных миссий, которые допускали модификации для такой специальной цели.

P-3 был построен как морской патрульный самолет, роль которого мало чем отличается от наблюдения за погодой. Требуется хорошая дальность и выносливость, чтобы самолет мог вылететь в море и оставаться там достаточно долго, чтобы выполнить свою миссию. Основная задача заключается в использовании датчиков, установленных на борту или развернутых с самолета. Самолет также должен быть в состоянии выдерживать большее время, проведенное на более низких высотах и ​​в большей турбулентности, чем обычный самолет.

C-130 строился как транспортный самолет. Это требует хорошей дальности и грузоподъемности, как по весу, так и по объему. Эти атрибуты позволили ему выполнять множество функций, таких как атака , транспорт для специальных операций и радиоэлектронная борьба . Поскольку оба самолета изначально были построены для военных, они сконструированы таким образом, чтобы выдерживать более высокие нагрузки, чем типичные гражданские самолеты, что полезно при полетах в плохую погоду.

4 двигателя менее эффективны , но обеспечивают резервирование . Оба самолета имеют 4 двигателя, так как это хороший компромисс между размером двигателя и винта для самолета такого размера в то время, когда они были спроектированы (около 1960 г.). В первую очередь это обеспечивает резервирование . От самолета требовалось, чтобы он мог летать с отказавшим одним двигателем, а управляемый с двумя отказавшими на одном крыле.

Турбовинтовые двигатели эффективны на умеренной скорости . Оба самолета также оснащены турбовинтовыми двигателями. Основные роли самолета не требуют больших скоростей или высот, в чем у турбовентиляторных двигателей есть преимущество. Турбовинтовые двигатели обеспечивают хорошую мощность и эффективность на умеренных скоростях и высотах, что приемлемо для коротких грузовых миссий и морских патрулей, а также для наблюдения за погодой. Стоит отметить, что ВМС США заменяют P-3 на P-8, который представляет собой реактивный самолет с двумя двигателями. Большая часть этого, вероятно, связана с наличием существующей конструкции самолета, которая не стоит затрат на разработку совершенно нового самолета. Хотя два двигателя обеспечивают меньшую избыточность, они все же могут обеспечить аналогичный уровень надежности.Япония разработала совершенно новый морской патрульный самолет и выбрала 4 ТРДД. Хотя турбовентиляторным двигателям может потребоваться больше топлива, они позволяют развивать более высокие скорости, что позволяет самолету быстрее достигать своей станции.

Низкое крыло может быть более универсальной конфигурацией . Высокое крыло C-130 в основном позволяет легко загружать и выгружать груз, удерживая фюзеляж ближе к земле. Это менее важно для наблюдения за погодой, хотя и обеспечивает лучший обзор вниз из кабины. Р-3 расположен выше над землей, что позволило установить под ним радар. Установка датчиков сверху, безусловно, возможна, но может потребоваться модификация для сохранения стабильности. Можно сделать вывод, что низкое крыло предлагает большую гибкость в этом отношении.

Умеренное удлинение со стреловидностью, соответствующей скорости . Конструкция крыла будет зависеть от скоростей, на которые рассчитан самолет. Низкое удлинение и большая стреловидность или треугольные крылья хороши для снижения лобового сопротивления на более высоких скоростях. В самолете для наблюдения за погодой нет необходимости в очень высоких скоростях, поэтому это может показаться плохим выбором. Большое удлинение и малая стреловидность хороши для снижения лобового сопротивления на низких скоростях, что может увеличить выносливость. Хотя выносливость важна для наблюдения за погодой, эти конструкции также имеют более высокий изгиб крыла и, как правило, более низкую максимальную скорость. И C-130, и P-8 имеют умеренное удлинение и малую стреловидность, что обеспечивает хороший компромисс между прочностью и эффективностью. Реактивные самолеты летают быстрее и обычно имеют умеренную стреловидность и удлинение.

Обычные хвосты могут быть более надежными — у Т-образных хвостов есть некоторые проблемы с контролем и стабильностью , и это препятствует их использованию в большинстве случаев. Т-образное хвостовое оперение в основном полезно, когда нормальное положение горизонтального стабилизатора занято двигателями или грузовыми дверями, или если он будет располагаться слишком близко для мытья двигателей, или если эффективность является высоким приоритетом. Контроль и устойчивость особенно важны при полете в неблагоприятных погодных условиях, поэтому, если нет других причин для использования Т-образного хвостового оперения, обычное хвостовое оперение работает лучше. Все упомянутые выше самолеты имеют обычное хвостовое оперение.

Чтобы ответить на этот вопрос, давайте посмотрим на самолеты, которые сегодня в основном используются для этой задачи:

Локхид WP-3D Орион

и Локхид WC-130

Оба этих самолета имеют 4 двигателя, как вы предложили, вероятно, как из-за надежности, так и из-за того, что они довольно большие самолеты, чтобы максимизировать пространство для инструментов и датчиков, а также стабильность.

Оба они оснащены турбовинтовыми двигателями, что, вероятно, связано с компромиссом между скоростью, дальностью полета, эффективностью и надежностью.

У одного низкорасположенное крыло, а у другого высокорасположенное, что указывает на то, что это не является главной проблемой, поскольку оба они эксплуатируются десятилетиями.

Соотношение сторон относительно умеренное, что снова указывает на компромисс между производительностью и стабильностью. Крылья имеют небольшую стреловидность, отражающую упор на устойчивость и дальность полета по сравнению со скоростью.

Наконец, оба имеют обычный хвост, что говорит о том, что более простые и надежные конструкции предпочтительнее конструкций, которые сложнее обслуживать.

Самолеты, которые фактически летают в ураган для таких целей все время, это С-130 и Р-3, оба четырехместные турбовинтовые самолеты. Поскольку С-130 — высокоплан, а Р-3 — низкоплан, эта часть не имеет особого значения. Оба самолета также имеют относительно прямые крылья и ничуть не стреловиднее, чем обычные хвостовые оперения. P-3 имеет соотношение сторон 7:5, а C-130 имеет соотношение сторон 10,1.

В общем, возьмите военный самолет с 4 турбовинтовыми самолетами, и вы будете в безопасности, как мы это делаем в наши дни.