Можно ли увеличить качество планирования в конфигурации с двумя крыльями?

Вместо увеличения размаха крыла, может ли дополнительное крыло такого же или меньшего размера, как в конфигурации с двумя крыльями, также увеличить качество планирования?

Чтобы создать подъемную силу (на конечном размахе), которая является восходящей силой, крыло прикладывает к воздуху направленную вниз силу по принципу действия и противодействия, и, поскольку воздух может свободно двигаться, он будет ускоряться вниз. Это увеличит его энергию, поэтому крыло должно совершить над ним некоторую работу, и эта работа проявляется в виде индуктивного сопротивления.

Теперь, поскольку кинетическая энергия пропорциональна массе и квадрату скорости, а импульс пропорционален только массе и скорости, более эффективно ускорять большее количество воздуха до более низкой скорости, чем меньшее количество воздуха до более высокой скорости.

При заданной скорости полета можно воздействовать на большее количество воздуха за счет увеличения размаха крыльев или наличия двух крыльев достаточно далеко, чтобы воздействовать на разные воздушные массы . Поскольку крыло воздействует на воздух на высоте, сравнимой с размахом, крылья должны были бы располагаться достаточно высоко друг над другом, чтобы конструкция была эффективной, но такая конструкция не будет эффективна механически, поскольку потребуются очень высокие пилоны сверху и, возможно, снизу. . Увеличить интервал проще.

Качество планирования определяется L/D. Если мы можем увеличить подъемную силу без увеличения сопротивления или уменьшить сопротивление без уменьшения подъемной силы, у нас будет лучшее качество планирования.

Увеличение размаха крыла (для данной площади крыла => уменьшение хорды) помогает: более длинный размах крыла распределяет подъемную силу на большее расстояние, тем самым уменьшая индуктивное сопротивление. Также помогает удержание ламинарного потока как можно дольше.

Ваш вопрос касается добавления второго крыла к самолету. Проблема с бипланами заключается в том, что они в основном были построены несколько десятилетий назад, и мы связываем их со старыми методами строительства и в основном с большим сопротивлением, как, например, в этом вопросе. Кажется, что классический биплан не имеет аэродинамических преимуществ и всегда имеет более низкое отношение длины к диаметру, чем сопоставимое монокрыло.

Однако теперь есть компьютерная гидродинамика. В последние годы была проделана работа над конфигурацией биплана с низким лобовым сопротивлением - многие из них находятся за платной стеной, а этот - нет. В ходе их работы были обнаружены две конфигурации с высоким соотношением L/D:

• Угол атаки верхнего крыла = 13º
• Стреловидность верхнего крыла вперед = 30º
• Угол атаки нижнего крыла = -2,8º
• Стреловидность нижнего крыла назад = 3,5º
• Профиль крыла обоих крыльев = NACA 4412
• Оба крыла размахом 6 футов и хордой 6 дюймов.
• Вычисленное L/D = 32,3

Другая найденная ими конфигурация с высоким L/D была конфигурацией «утка»: одно крыло впереди другого. Если вы настаиваете на использовании двух крыльев, это может быть вашим лучшим выбором: одно крыло должно быть установлено впереди другого таким образом, чтобы заднее крыло не мешало переднему крылу, или установлено в оптимальном положении. АоА для возмущенного потока. В их конфигурации «утка» использовались два разных крыла, в результате чего L / D составляло 35,8:

Обратите внимание, что ни одна из конфигураций не включала фюзеляж любого типа, поэтому их работу CFD пришлось бы повторить с фюзеляжем и с расчетами интерференции. К счастью, за последние годы вычислительная мощность резко возросла.