почему на коммерческих авиалайнерах крылья имеют большое удлинение?

На Boeing 777x они сделали размах крыла большим, чтобы увеличить площадь и, следовательно, подъемную силу. почему бы им не изменить соотношение сторон, чтобы крылья не были такими длинными, но сохраняли ту же площадь и, следовательно, подъемную силу? это означало бы, что нет необходимости в шарнире и, следовательно, он менее сложен. Не означает ли это также, что крылья являются меньшим рычагом, а значит, меньшей силой, поэтому их соединение с самолетом может быть более легким (пропорционально менее прочным)? Чтобы было ясно, я не говорю о корпусе крыла обманки. Крыло будет не толще обычного. Есть ли для этого название?

Ответы (1)

С точки зрения аэродинамики, вы хотите, чтобы соотношение сторон было настолько высоким, насколько это возможно (для данной площади крыла). Вам нужен бесконечный размах крыльев, потому что это не приводит к индуктивному сопротивлению. Но это не очень практично в аэропортах и ​​немного тяжеловато.

Конструктивно вам нужны короткие короткие крылья, потому что у них очень низкий изгибающий момент. На самом деле конструктивно вам нужен нулевой размах крыла. Но это не очень практично во время взлета.

Как всегда, аэродинамическая желательность подразумевает конструктивные возражения, и наоборот. Аэродинамикам нужно договориться с конструкторами: нужно найти баланс. Максимально длинный размах крыла, максимально толстый профиль, максимально легкий материал. Таким образом, длинный размах крыла желателен и ограничен только конструктивными ограничениями: как вы говорите, в определенный момент увеличенный вес увеличенного размаха крыла компенсирует любые аэродинамические преимущества.

В алюминии оптимум был достигнут в течение нескольких десятилетий. Но теперь появился новый материал с лучшим соотношением прочности и веса: композитное углеродное волокно. Углерод намного прочнее алюминия, и он вплетен в матрицу из смолы, причем большинство проводов проходят в направлении наибольшего напряжения. С углеродным волокном можно оптимизировать даже направление прочности материала. А у B787 и A350 соотношение сторон даже выше, чем у B777.