Straight Wings VS Delta Wings, изменяемое крыло с прямой стреловидностью [дубликат]

На низкой скорости ключом к уменьшению «индуктивного сопротивления» является высокое удлинение, то есть вам нужны длинные и тонкие крылья. Подумайте о планерах. Конечно, их непросто построить, и по чисто практическим причинам вам может понадобиться что-то более квадратное, чем планер. Это один из многих инженерных компромиссов, которых требует конструкция каждого самолета. Посмотрите на стройные крылья этого Q400:

С увеличением скорости все становится интереснее.

Во-первых, когда вы входите в околозвуковую область на скорости около 450 миль в час, начинает формироваться новая форма сопротивления, так называемое « волновое сопротивление ». Чтобы уменьшить это, нужно сделать крыло как можно тоньше или, точнее, иметь как можно меньше кривизны на верхней и нижней кромке. В конечном итоге вам нужна почти плоская пластина.

Теперь, конечно, подъемная сила создается этой кривизной, так что это проблема. И когда вы пытаетесь уменьшить эту кривизну, чтобы снизить волновое сопротивление, но при этом хотите иметь ту же подъемную силу, тогда вам нужно сделать крыло больше спереди назад (подумайте об этом), и теперь ваше индуктивное сопротивление увеличивается, а также поверхностное трение. в большинстве случаев.

Тогда есть хитрость. Если вы повернете крыло назад, то обтекающий его воздух пройдет большее расстояние. Таким образом, он считает, что крыло длиннее спереди назад и имеет меньшую кривизну, что снижает волновое сопротивление. Все же на малых скоростях воздух плавно обтекает виражи и видит оригинальный профиль крыла. Так у вас получится толстое крыло, которое выглядит тонким. Посмотрите на этот F-86, обратите внимание, что крылья на самом деле довольно толстые:

Теперь, когда вы переходите на сверхзвук, все снова меняется. В этом случае сопротивление сводится к минимуму за счет наименьшей ширины, которую вы можете сойти с рук. Таким образом, для такого рода конструкций вам нужны короткие короткие крылья с большим количеством хорд (спереди и сзади), и в итоге вы получите F-104:

Теперь у вас есть крыло, которое совершенно ужасно на низких скоростях, и по этой причине многие F-104 разбивались, когда пилоты пытались не отставать от самолета, приземляясь на чрезмерных скоростях, необходимых для удержания этой штуки в воздухе.

Дельты в основном представляют собой просто стреловидные крылья с заполненной внутренней частью. Если вы хотите увидеть пример, который действительно иллюстрирует это, посмотрите на английскую электрическую молнию:

Если бы они заполнили эту маленькую часть, это была бы дельта. Но есть одна хитрость, которую вы получаете в дельте, которой нет в стреловидном крыле...

На очень больших углах атаки, с высоко поднятой носовой частью, воздух вдоль передней кромки крыла может создать вихрь прямо вдоль фюзеляжа. Если под ним находится крыло, это создает подъемную силу. Плохо, с большим сопротивлением, но подъем. Итак, вы получаете этот маленький эффект пони с одним трюком; это будет работать очень хорошо на высокой скорости, но также хорошо работает и на очень низкой скорости. Но это работает только в том случае, если вихрь находится над реальным крылом, поэтому «Лайтнинг» не получил здесь всего преимущества.

Проблема с дельтами в том, что они большие и тяжелые, но в них также больше места для топлива. Больше компромиссов. Но тут кто-то придумал новую идею: сделать нормальное стреловидное крыло, а затем добавить немного дельты:

Вы даже можете увидеть вихри на этом изображении. В этом случае небольшая дельта называется «расширением переднего края».

Сменные крылья — это просто попытка поместить все это в один самолет. Поверните их вперед, и вы получите красивое длинное тонкое крыло, как у Q400. Поверните их назад и у вас реально стреловидное крыло или даже дельта, и при этом уменьшается ширина. Так что теперь вы можете идти быстро или медленно. Просто много весит.

Стреловидность вперед в основном идентична стреловидности назад. В данном случае речь идет не о подъемной силе, а о попытке контролировать то, что называется потоком по размаху. Посмотрите на крыло этого МиГ-17:

Видишь эти металлические пластины? Что происходит со стреловидным крылом, так это то, что форма заставляет часть воздуха двигаться вбок. Это Плохая вещь. Таким образом, эти пластины захватывают движущийся вбок воздух и снова перенаправляют его на крыло. То же самое происходит и с дельтами, обратите внимание на выемку на CF-105, та же идея:

Идея в том, что ветер следует за передней кромкой крыла. Так что же произойдет, если вы подметаете его в другую сторону? Ну, затем он следует за крылом в фюзеляж и останавливается. Presto, проблема решена, никаких пластин и выемок! Проблема в том, что на самом деле очень сложно сделать такой, который не развалится, поэтому это не распространено.

Большие различия между треугольным крылом и прямым крылом сводятся к двум аспектам: удлинению и стреловидности. Треугольное крыло будет иметь небольшое удлинение (короткое и короткое), а также стреловидность. Прямые крылья могут иметь маленькое удлинение (например, F-104) или большое удлинение (больше похоже на U-2). Треугольные крылья имеют высокое индуктивное сопротивление (не подходит для медленного полета), но имеют благоприятные характеристики на высокой скорости (например, низкое волновое сопротивление). Прямые крылья могут быть прочнее, потому что их проще изготовить (это довольно обобщенное выражение). Когда вы делаете их с большим удлинением, вы получаете меньшее индуктивное сопротивление и хорошие характеристики на большой высоте, но, конечно, есть и недостатки. У вас могут быть самолеты со стреловидными крыльями, которые не являются треугольными крыльями (B-52), по таким причинам, как управление потоком по размаху или защита крыльев от ударных волн. Вы можете найти много литературы по конструкции крыла; это лишь некоторые моменты. Несколько примеров самолетов с поворотным крылом, которые в полете переходят от прямого к сильному, - это F-14 и B-1B. У Х-39 была передняя стреловидность (что делало самолет очень маневренным), и он успешно летал, но сложно построить такую ​​конструкцию, чтобы выдерживать нагрузки.