Распределение подъемной силы на бипланах

На этой странице Википедии о бипланах говорится

в крыле с удлинением 6 и расстоянием между крыльями в одну длину хорды конфигурация биплана будет создавать только примерно на 20 процентов больше подъемной силы, чем одиночное крыло той же формы в плане.

Мой вопрос: разделяет ли крыло биплана подъемную нагрузку 50/50?
Во-вторых, по какой формуле рассчитывается интерференционное сопротивление биплана?

Ответы (1)

Если оба крыла имеют одинаковый угол наклона и крылья не расположены в шахматном порядке (= они расположены в одном и том же месте вдоль фюзеляжа), тогда да, их подъемная сила делится поровну между обоими.

Большинство бипланов были (а иногда и остаются) одноместными или двухместными, и для того, чтобы дать пилоту хороший обзор вперед и вверх, верхнее крыло немного смещено вперед (положительное смещение). Это поместит его ближе к восходящему потоку ( поле потока перед крылом с увеличенным углом атаки ) нижнего крыла и, в свою очередь, поместит нижнее крыло ближе к нисходящему потоку ( поле потока мимо крыла с уменьшенным углом атаки ) нижнего крыла. верхнее крыло. Этот эффект усиливается с увеличением угла атаки всего биплана в соответствии с коэффициентом подъемной силы. При положительном смещении верхнее переднее крыло несет большую часть нагрузки. Насколько это зависит, очевидно, от количества ошеломления.

Формула интерференционного сопротивления представляет собой закон Био-Савара , который описывает влияние одного объекта, создающего подъемную силу, на его окружение. Поскольку оба крыла взаимно мешают, решение не простое, а требует нескольких шагов:

  1. Во-первых, определяется положение создающего подъемную силу вихря и двух тянущихся за ним вихрей. Крыло должно быть разделено на несколько секций, каждая из которых имеет свою собственную вихревую силу. Чем больше разделов, тем точнее будет результат. Для биплана это нужно сделать дважды, конечно.
  2. Затем необходимо определить ряд точек, в которых задано местное направление потока. В то время как вихрь обычно расположен на четверти хорды крыла, эти точки лучше всего размещать на трех четвертях хорды крыла; снова раскинулась по размаху крыльев. Их называют контрольными точками.
  3. Теперь влияние конкретного вихря на конкретную контрольную точку описывается с помощью закона Био-Савара. После того, как это было сделано для всех вихрей и всех контрольных точек, эти влияния определяют матрицу.
  4. Решая матричное уравнение тангенциального течения в контрольных точках, можно рассчитать силу одиночных вихрей при влиянии всех остальных вихрей.

Более подробное описание процесса можно найти в Технической записке НАСА D-5335 .

Вы можете завершить свой (и без того неплохой) ответ, рассказав об отрицательном шатании (например, о шатающем крыле буккрафта).
@ManuH: То же самое только наоборот. Как скучно. Код НАСА работает для всех значений смещения.