Какое влияние оказывает нагрузка на крыло (высокая и низкая) на летно-технические характеристики самолета?

Нагрузка на крыло в соответствии с отраслевым стандартом Северной Америки определяется как масса/эталонная площадь крыла (W/S). Но опять же, нет ничего плохого в том, чтобы определить его как массу/площадь; так что будьте осторожны с сравнениями с литературой.

Как вы правильно указали в своем OP, большая нагрузка на крыло обратно пропорционально влияет на характеристики, включая взлетные характеристики и характеристики поворота, и все из-за увеличения скорости сваливания. Предполагая постоянный максимальный коэффициент подъемной силы, чем больше нагрузка на крыло, тем выше скорость сваливания:

Однако большая нагрузка на крыло выгодна с точки зрения комфорта при движении и дает структурные преимущества (т. е. экономию веса) при рассмотрении порывистых нагрузок. При одинаковом уровне порыва ветра, чем быстрее летит самолет, тем большее вертикальное ускорение (G) он испытывает. Особенно заметное и приблизительное соотношение можно найти в 14 CFR 23.341 (до Admt 64), где коэффициент нагрузки от порыва определяется как:

В приведенном выше$K_g$- коэффициент ослабления порывов ветра, который увеличивается с W/S,$U_{de}$- скорость порыва ветра в футах в секунду (найдена в 23,333 и уменьшается с высотой),$V$эквивалентная воздушная скорость в узлах,$a$- наклон кривой подъемной силы. Как видите, коэффициент перегрузки уменьшается с увеличением нагрузки на крыло и увеличивается с увеличением воздушной скорости.

Для целей веса и балансировки и выражения значений нагрузки на крыло вес и масса являются одним и тем же, и эти термины используются взаимозаменяемо (вы увидите, что «Вес и баланс» и « Масса и баланс » используются в документации).

Таким образом, нагрузка на крыло относится к отношению площади крыльев к общей массе или весу. Нагрузка на крыло обычно выражается в Северной Америке в фунтах на квадратный фут, а в метрических юрисдикциях - в Н или кг на квадратный метр.

По мере того, как вы движетесь быстрее, крыло может поддерживать заданную массу / вес с все меньшей и меньшей общей площадью, и в целом оно более эффективно, если ваш приоритет — двигаться быстро , уменьшить площадь крыла, сохраняя при этом вес / массу прежним. , чтобы воспользоваться этим. Это связано с тем, что наиболее эффективный угол атаки аэродинамического профиля (макс. L/D) находится под довольно большим углом, и с точки зрения скорости и эффективности вы хотите лететь как можно ближе к этому углу атаки, чтобы свести к минимуму индуктивное сопротивление.

Побочным эффектом этого является более высокая минимальная скорость полета, чем в противном случае, но если вашим приоритетом было быстрое движение, вы с этим смиритесь. Закрылки позволяют вам обмануть, по крайней мере частично, эту проблему, заставив ваше маленькое крыло работать намного тяжелее на низкой скорости, чем без закрылков, затем вы можете убрать их, чтобы они не были видны, когда вы хочу идти быстро.

На самом деле это не так уж отличается от катания на водных лыжах на маленькой лыже или на большой лыже. Вы можете ехать быстрее на маленьких лыжах с высокой нагрузкой, но они должны двигаться быстрее, чтобы попасть на ступеньку.

Маленькие лыжи также намного лучше справятся с вейвлетами. То же самое с крыльями; Одним из преимуществ маленьких высоконагруженных крыльев является лучшая езда по неровностям, и вам нужна эта характеристика, поскольку вы едете быстрее, если хотите делать это с комфортом.

Вы ясно видите этот эффект на легких самолетах. Thorp T-18 имеет площадь крыла всего 86 квадратных футов при полной массе 1600 фунтов и крейсерской скорости 180 миль в час. Pazmany PL-2 имеет более или менее ту же общую конфигурацию и весь увеличенный вес, но имеет площадь крыла 116 кв. Футов, значительно меньшую нагрузку на крыло и крейсерский полет примерно на 25-30 миль в час медленнее при той же мощности, и в основном это связано с к большим крыльям и меньшей нагрузке на крыло.

Thorp также приземляется и взлетает примерно на 10 миль в час быстрее, что плохо, но он также лучше едет по ухабистому воздуху, что хорошо (у меня есть PL-2, и в прошлом я летал на Thorp).

Боги авиации дают и забирают...

На скорости сваливания, согласно этому ответу , нагрузка на крыло определяется как:

L - подъемная сила, обеспечиваемая крылом, при устойчивом полете 1g крылу нужно только противодействовать силе тяжести, поэтому L = W. Обратите внимание, что требуется использовать подъемную силу L: при маневрах крыло должно обеспечивать большую подъемную силу, и нагрузка на крыло увеличивается.

Так что при заданном профиле крыла и$C_{Lmax}$, при более высокой нагрузке на крыло скорость сваливания выше.

более быстрые самолеты имеют более высокую нагрузку на крыло

Да действительно, при постоянном$C_L$и площади крыла S можно создать большую подъемную силу на более высокой скорости. Или требуется меньшая площадь крыла для данной подъемной силы, компенсирующей вес.

А нагрузка на крыло вес/площадь крыла или масса/площадь крыла?

Как уже говорилось, нагрузка на крыло равна подъемной силе /площади крыла, которая становится массой/площадью крыла в устойчивых условиях 1g.