Почему удлинение крыла становится менее важным на сверхзвуковых скоростях?

Насколько я понимаю, увеличение удлинения (AR) сверхзвукового крыла не повысит эффективность, как это было бы для дозвукового крыла.

Если дозвуковое индуктивное сопротивление: С Д я "=" ( С л 2 ) / ( π × А р × ϵ )

А сопротивление сверхзвуковой подъемной волны для тонких тел* составляет: С Д Вт л "=" 2 × С л 2 π × А р

Они оба пропорциональны 1 А р так почему удлинение считается несущественным на сверхзвуковых скоростях? ------> Кажется, я что-то упустил.

* Этот термин относится только к таким вещам, как фюзеляжи и гондолы, а не к крыльям? Если да, то что означает соотношение сторон?

Питер Кампф помогите

Я помещаю это в качестве комментария, потому что у меня нет всей математики. Одна вещь, которая произошла при первоначальном преодолении звукового барьера, заключалась в том, что, когда ударная волна достигла рулевых поверхностей хвостового оперения, произошла потеря управления. Граница волны блокировала перепады давления, которые обеспечивают эффективный подъем. Вторая - цитата израильского пилота F15, который посадил свой самолет без правого крыла. «Если ты летишь достаточно быстро, ты как ракета и тебе не нужны крылья!» Это, конечно, требует двигателя, способного изменять вектор тяги.
@ Роуэн, просто посмотри на F-16. Это доказательство того, что даже газонный дротик с достаточно мощным двигателем может летать.
Разве это не меньше о лобовом сопротивлении и больше о стабильности на сверхзвуковых профилях?
@alex: Ухх - сравните F-16 с F-18, и газонный дротик станет аэродинамически усовершенствованным самолетом. Это все относительно. McDonnell-Douglas даже преподнесла плохую аэродинамику F-18 как преимущество, заявив, что характеристики ухудшаются гораздо меньше при той же внешней нагрузке, чем у F-16.

Ответы (1)

Две основные причины для крыльев с дозвуковой передней кромкой:

  1. Меньший коэффициент подъемной силы в сверхзвуковом полете и
  2. необходимость уменьшения толщины крыла, чтобы минимизировать волновое сопротивление в сверхзвуковом полете.

Ваше наблюдение верно: коэффициент сопротивления, связанный с подъемной силой, пропорционален обратному удлинению, независимо от режима полета для тонких тел. Во всех случаях подъемная сила создается за счет ускорения воздуха вниз, и эффективность выше, когда большее количество воздуха можно ускорить за счет меньшего .

Но еще один фактор — это коэффициент подъемной силы, точнее его квадрат. Опять же, это влияние на сопротивление одинаково для дозвукового и сверхзвукового полета, но величина коэффициента подъемной силы различается. Возьмем, к примеру, XB-70 ( источник ):

  • Коэффициент крейсерской подъемной силы: от 0,1 до 0,13, с л 2 = от 0,01 до 0,0169
  • Коэффициент взлетной подъемной силы: от 1,3 до 0,73, с л 2 = 1,69 до 0,533
  • Посадочный коэффициент подъемной силы: 0,626, с л 2 = 0,392

Даже при самом высоком коэффициенте сверхзвуковой крейсерской подъемной силы приблизительный коэффициент аэродинамического сопротивления, зависящий от подъемной силы, составляет всего 4,3% от коэффициента на посадочной скорости. В сверхзвуковом сопротивлении преобладают давление и трение, а стоимость создания подъемной силы ничтожно мала по сравнению с другими источниками сопротивления. Или давайте посмотрим на другой самолет, предназначенный для продолжительного сверхзвукового полета, а точнее, на его полетный диапазон ( источник ):

Рабочий диапазон СР-71

Самолет работает в узком диапазоне динамических давлений, меняя плотность на скорость, чтобы оставаться в коридоре от 310 до 450 узлов при полете на сверхзвуковой скорости. Здесь коэффициент подъемной силы составляет примерно от 0,1 до 0,3 (в зависимости от массы самолета и коэффициента загрузки) и снова намного ниже, чем на малой скорости, где минимальная скорость падает до 145 KIAS.

Обратите внимание, что формула сопротивления подъемной волны для тонких тел строго верна только для А р приближается к нулю. При более высоком удлинении и особенно при сверхзвуковой передней кромке это соотношение уменьшается. В сверхзвуковом потоке удлинение влияет только на часть крыла, которая находится в пределах конуса Маха законцовки крыла. Другими словами: на сверхзвуковой поток вокруг тонкого тела повсюду влияют законцовочные эффекты, в то время как внутренняя и передняя части крыла с более высоким удлинением испытывают двухмерный поток, будучи в блаженном неведении о боковых ограничениях размаха крыла.

Теперь о структурном факторе: волновое сопротивление имеет два компонента: один от подъемной силы, а другой от эффекта смещения. Отталкивания воздуха в сторону на сверхзвуковой скорости следует избегать, насколько это возможно, потому что это двойное наказание: поверхности, обращенные в направлении полета, испытывают более высокое давление, чем окружающее, а те, которые обращены назад, испытывают более низкое давление (т.е. всасывание). В целом волновое сопротивление при нулевой подъемной силе увеличивается пропорционально квадрату отношения толщины, поэтому в сверхзвуковых крыльях нет места для мощного лонжерона, который потребовался бы крылу с большим удлинением.

Почему удлинение крыла становится менее важным на сверхзвуковых скоростях?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v