Почему у A330 корень крыла имеет ярко выраженную крутку?

Короткий ответ:

Чтобы создать воронку для всего потока воздуха к фюзеляжу.

Чуть более длинный ответ:

Воздух, приближающийся к стреловидному крылу, будет ускоряться в сторону области с наименьшим давлением и, следовательно, будет засасываться к центру крыла. Сам центр покажет заметно другое распределение давления по хорде, чем двухмерный поток над тем же аэродинамическим профилем, потому что здесь ускорение намного меньше, а длина замедления на конце аэродинамического профиля сжата. Если стреловидное крыло не имеет крутки и такой же аэродинамический профиль по размаху, получится картина обтекания, подобная изображенной ниже:

Синие линии на поверхности крыла являются линиями равного давления (изобары) и на графиках обозначают коэффициент давления на верхнюю сторону сечения крыла. Красные линии показывают коэффициент давления на нижней стороне.

Чтобы максимизировать достижимую подъемную силу на трансзвуковой скорости, желательно модифицировать это крыло таким образом, чтобы изобары проходили по линиям с равным процентом хорды по всему размаху. Для этого необходимо совместить несколько приемов:

• Сделайте корневой аэродинамический профиль толще в передней части и тоньше в задней части.
• Сделайте обратное для законцовки аэродинамического профиля: его нужно сделать тоньше в передней части и толще в задней части.
• Используйте отрицательный развал в корне крыла.
• Чтобы компенсировать гораздо более высокий угол атаки модифицированного корневого аэродинамического профиля при нулевой подъемной силе, увеличьте его угол падения.

Последний шаг - это то, что вызывает излом задней кромки. Конечно, увеличение хорды крыла в центре увеличивает этот эффект. В случае A330 и A340 угол наклона изменяется от +4,5° у основания до 0° между 30% и 70% размаха и -2° на конце при нахождении на земле и -2° при 70% размаха и -5°. ° на конце в полете.

Благодаря @ymb1, который нашел очень наглядное изображение A330 (показано ниже, источник ), скручивание корня становится очевидным: корневой аэродинамический профиль имеет явно гораздо меньший передний изгиб (фактически отрицательный изгиб) и, следовательно, более высокий угол нулевой подъемной силы. . Чтобы обеспечить аналогичный коэффициент подъемной силы, центральному крылу требуется более высокий угол наклона, чтобы компенсировать это изменение формы аэродинамического профиля.

Еще одна находка @ymb1 — это изображение корневых аэродинамических профилей Airbus ( источник). Толстый нос легко заметить; необходимо сместить зону всасывания на корневой части стреловидного крыла вперед, чтобы распределение давления стало более похожим на распределение давления на профиле в середине размаха. Кроме того, в то время как верхняя часть имеет длинный прямой участок, нижняя часть закруглена, что в сочетании приводит к отрицательному изгибу. Закругленное дно помогает увеличить относительную толщину. Поскольку хорда в центре крыла увеличена, локальный коэффициент подъемной силы может быть меньше, чем на средней и внешней части крыла, и при этом иметь ту же циркуляцию для низкого индуктивного сопротивления. То, что экономится на подъемной силе, добавляется в толщину для повышения эффективности конструкции и для размещения шасси. Отсутствие задней нагрузки (= высокий локальный изгиб в задней части аэродинамического профиля) помогает получить необходимый объем для отсеков шасси.

Вот еще один, на этот раз English Electric Lightning F.1. Отражения на передней кромке хорошо показывают, как она опущена в основании с большим изгибом носа. Это конструкция начала пятидесятых годов, этот изгиб носа используется для придания крылу лучшего поведения при сваливании, а форма изобары еще не практиковалась. Обратите внимание, что местная заболеваемость не увеличилась в корне.

EE Lightning F.1, Имперский военный музей, Даксфорд (отредактировано), CC BY-SA 2.0 (фото Роланда Тернера из Бирмингема, Великобритания; источник )