Нужна ли биплану крутка крыла?

Подкрутка крыла не требуется для любого крыла, хотя она часто используется (как вы сказали) для того, чтобы не все крыло заглохло одновременно, а также для настройки распределения подъемной силы по размаху.

Обе эти проблемы гораздо менее важны для бипланов:

Срыв на биплане

Любое крыло (при создании подъемной силы) создает вокруг себя поле течения, где поток под ним замедляется, а поток над ним ускоряется, поток впереди подтягивается вверх, а за ним толкается вниз. У биплана верхнее крыло обычно немного опережает нижнее. Это означает, что верхнее крыло находится в области ускорения по сравнению с нижним крылом и получает более высокий угол атаки, что ускоряет сваливание при слишком сильном увеличении угла атаки. А вот нижнее крыло наоборот. Он получает поток с более низкой скоростью, а нижняя сторона верхнего крыла помогает поворачивать поток, поэтому он не так легко отделяется от нижнего крыла. Это означает, что у бипланов естественно очень постепенное сваливание, что значительно облегчает управление ими в условиях, близких к сваливанию, по сравнению с большинством монопланов. Трипланы еще более устойчивы.

Распределение лифтов

Причина, по которой современные пассажирские самолеты используют крутку крыла для управления распределением подъемной силы, заключается в том, что это проще, чем использование формы крыла в плане. В 1930-х и 1940-х годах эллиптические плоские крыльябыли в моде, потому что они являются аэродинамическим оптимумом для плоских крыльев, но они не являются оптимальными в целом (конструктивный вес, производственные затраты...), и поэтому современные пассажирские самолеты имеют форму крыла в плане с прямыми краями, а распределение подъемной силы наполовину - что-то среднее между эллипсом и треугольником (большую внутреннюю подъемную силу легче переносить, поскольку внутреннее крыло можно сделать толще, и это вызывает меньший изгибающий момент в корневой части крыла). Для бипланов у них обычно есть стойки между двумя крыльями, поэтому они невероятно жесткие и могут выдерживать гораздо более высокие нагрузки при одинаковом весе конструкции и, несмотря на использование довольно тонких профилей. Это небольшой момент инерции для качения и доброжелательная поведение сваливания - вот почему бипланы до сих пор используются в высшем пилотаже. Вот почему пошив крыльев

Вероятно, все было бы иначе, если бы кто-то захотел построить большой высокоэффективный биплан большой дальности полета. В этом случае, вероятно, можно было бы получить некоторую выгоду от введения крутки крыла. Однако, если бы у этого самолета не было чрезвычайно сильно растянутых крыльев, он, вероятно, все равно имел бы худшую эффективность, чем обычный, потому что распорки между крыльями вызывают довольно небольшое сопротивление, и вам все равно пришлось бы делать относительно толстые профили крыла, чтобы соответствовать топлива, сводя на нет другое преимущество бипланов. И поэтому таких бипланов не существует.

Очевидно, что нет. На снимке показан полностью пилотажный Pitts Special 1966 года без видимого поворота крыла.

Вернитесь в начало 1900-х годов и взгляните на «бесхвостый» биплан Dunne. Этот конструктор очень изобретательно реализовал возможную крутку крыла (размыв), что сделало характеристики сваливания намного более щадящими, и, используя стреловидность крыла, использовало более низкий угол атаки задних законцовок крыла для наклона носовой части вниз. Это предшественник современных предкрылков, которые можно убирать в крейсерском полете для уменьшения сопротивления.

В других ранних конструкциях бипланов верхнее переднее крыло имело более высокий угол атаки в качестве меры безопасности, но теперь с двумя крыльями одинакового размера невозможно установить наиболее эффективный угол атаки.

Итак, особенно если вы стремитесь к более высокому аспекту, более эффективному крылу, куда вы поместите управление по тангажу? Традиционно на корме, используя более длинный реактивный рычаг фюзеляжа.

Птицы решают эту проблему, распуская хвосты веером при высоком угле атаки для контроля тангажа, а затем складывая их в крейсерском режиме, чтобы уменьшить сопротивление.

Но куда еще оно могло деться? Да вперед! Оставьте хвостовое оперение и поставьте вперед еще один руль. Вместо биплана переднее крыло гораздо меньшего размера служило бы для предупреждения сваливания, пассивно опуская нос (оно сваливалось бы первым).

Так что, если вы хотите бесхвостого, вам нужно что-то еще, чтобы контролировать высоту звука. Низкая экспозиция, размытие, размещение триммеров и рулей ближе к ЦТ имеют свою цену меньшей устойчивости и/или большего лобового сопротивления.

Компьютеры, которые могут балансировать несколько раз в секунду, сделали возможным уменьшение размера «плавников» пассивного управления шагом, но их функция остается критически важной для безопасности. Вымывание и/или предкрылки увеличивают сопротивление, но делают самолет гораздо более безопасным при полете на низкой скорости/большом угле атаки.

Итак, как насчет более крупных выдвижных предкрылков (для самолетов со стреловидным крылом) или «утки безопасности» для всех.