Почему стреловидные крылья лучше преодолевают звуковой барьер?

Все дело в «эффективном» числе Маха, которое видит крыло. По сути, для стреловидного крыла число Маха, которое крыло «видит» с точки зрения эффектов сжимаемости, является числом Маха составляющей набегающего потока, перпендикулярной хорде крыла:

(Источник: stanford.edu через archive.org )

Отводя крыло назад, вы можете приблизиться к скорости звука, не получая сверхзвукового потока над крылом (помните, крыло создает подъемную силу, ускоряя обтекающий его воздух, тем самым уменьшая давление — так что вы получите сверхзвуковой поток над крылом). крыло перед набегающим потоком сверхзвуковое). Конечно, когда вы летите на сверхзвуке, ударные волны над крылом действительно никуда не денутся, однако вы можете уменьшить их силу с помощью стреловидности крыла.

Стреловидные крылья выгодны на околозвуковых режимах полета (М=0,8-1,2). На околозвуковых режимах полета происходит резкое увеличение сопротивления (CD до этого момента более или менее постоянна) из-за эффектов сжимаемости, которые проявляются в локальных звуковых областях на крыле (сам самолет может лететь при М= 0,78, но на некоторых участках крыла, где давление низкое, скорости могут достигать звуковых и сверхзвуковых). В таких регионах наблюдается очень большое волновое сопротивление. Стреловидное крыло существенно снижает эффективную скорость, поэтому течение остается дозвуковым и над крылом не образуются толчки, что не приводит к возникновению большого сопротивления. Проверьте информацию о критическом числе Маха (число расхождения перетаскивания).

В общем, стреловидные крылья не лучше преодолевают звуковой барьер. Действительно, если вы видите первый самолет, преодолевший звуковой барьер в горизонтальном полете (Bell X-1), у него не было стреловидных крыльев. И он был разработан после того , как были разработаны стреловидные крылья.

Что происходит с крыльями, когда вы достигаете сверхзвука, так это ударные волны, обтекающие крылья. В частности, управляющие поверхности. Если вы получите ударные волны по вашим управляющим поверхностям, вы в основном потеряете контроль.

Во время Второй мировой войны несколько «Мустангов» P-51 и «Лайтнингов» P-38 разбились после того, как не смогли выйти из пикирования. У обоих самолетов были двигатели, достаточно быстрые, чтобы довести их до 70% скорости звука в горизонтальном полете. Во время погружения они вполне могут преодолеть звуковой барьер. И действительно, предполагалось, что это и стало причиной сбоев. На P-38 были модернизированы тормоза для пикирования, чтобы они могли достаточно замедлиться в пикировании, чтобы восстановить контроль.

Если вы хотите продолжать полет на скорости 1 Маха или выше, вам нужно избегать попадания ударных волн на управляющие поверхности. Поскольку ударные волны, как правило, имеют коническую форму, у вас есть две основные техники, которые вы можете использовать:

1. Отведите крыло назад так, чтобы оно оставалось в пределах конуса ударной волны.

2. Сделайте нос длиннее, чтобы оттолкнуть ударную волну от крыльев (или оттолкнуть крылья от ударной волны, в зависимости от точки зрения).

Ответы Джейкоба и Фланкера верны. Это эффективное число Маха. Насколько я помню, его обнаружил Буземанн. Стреловидные крылья могут летать, следовательно, на дозвуковой скорости в зависимости от числа Маха.

Хорошо, можно летать и с прямыми крыльями на сверхзвуке, тогда нужны другие аэродинамические поверхности. См., например, истребитель. Это нестреловидная конструкция, потому что Старфайтер - американская разработка, а Буземанн - немецкая.

Недостаток зачистки: имеет место смещение пограничного слоя, и поэтому почти невозможно сохранить ламинарный поток.
Преимущество стреловидности: уменьшенное движение нейтральной точки по сравнению с прямым крылом при переходе на сверхзвук. Поэтому некоторые машины с прямым крылом разбивались из-за того, что пилоты не могли прийти в себя.

----Редактировать --- Развертка уменьшает движение нейтральной точки. Самое низкое движение видно для треугольного крыла. : См. Schlichting/Truckenbrodt Band 2, стр. 214/227 гл. 8 фото 8.59/8.70 (моя библия). Следовательно, развертка/дельта снижает проблемы с управлением, извините.