Каковы преимущества крыла с прямой стреловидностью перед крылом с задней стреловидностью?

Было построено всего несколько самолетов с крылом обратной стреловидности. Наиболее заметным был X-29, который вы изобразили выше. Недавно, в 1997 году, Россия/СССР построили еще один Су-47. Одной из самых больших претензий к превосходству или преимуществу крыла с обратной стреловидностью была повышенная маневренность. Однако в случае с Х-29, как отмечалось в Оценке летных качеств исследовательского самолета Х-29А ,

Высокая неустойчивость планера по тангажу привела к широким предсказаниям чрезвычайной маневренности. Это восприятие сохранилось в годы после окончания летных испытаний. Испытания ВВС не подтвердили это ожидание. Чтобы система управления полетом поддерживала стабильность всей системы, необходимо было ограничить способность легко инициировать маневр. Это было запрограммировано в системе управления полетом, чтобы сохранить возможность останавливать вращение по тангажу и не допускать выхода самолета из-под контроля. В результате всю систему в полете (с системой управления полетом в контуре) нельзя было охарактеризовать как имеющую какую-то особую повышенную маневренность. Был сделан вывод, что X-29 мог бы иметь повышенную маневренность, если бы у него были более быстрые исполнительные механизмы руля и / или большие рули.

Су-47 действительно был высокоманевренным самолетом, способным тянуть 9 G, однако его непосредственный предшественник Су-37 был способен тянуть 10 G. Так что неясно, оказывает ли крыло прямой стреловидности какое-либо реальное положительное влияние на маневренность.

Однако характеристики стойла сильно различаются. Воздух стремится двигаться к самому заднему концу крыла. В стандартной конфигурации (крыло с задней стреловидностью) это, конечно, перемещается от корня крыла к законцовке крыла. Однако на крыле с прямой стреловидностью он перемещается от законцовки крыла к основанию крыла.

В результате опасное состояние срыва кончика в конструкции с обратной стреловидностью становится более безопасным и более контролируемым срывом корня в конструкции с прямой стреловидностью. Это позволяет полностью управлять элеронами, несмотря на потерю подъемной силы, а также означает, что не требуются прорези передней кромки, вызывающие сопротивление, или другие устройства. Когда воздух течет внутрь, вихри на законцовках крыла и сопутствующее сопротивление уменьшаются, вместо этого фюзеляж действует как очень большое ограждение крыла, и, поскольку крылья обычно больше в корне, это улучшает подъемную силу, позволяя уменьшить крыло. В результате улучшается маневренность, особенно на больших углах атаки. На околозвуковых скоростях ударные волны сначала накапливаются в основании, а не на конце, что опять же помогает обеспечить эффективное управление элеронами.

Из-за способности Х-29 загибать законцовки крыльев при больших углах атаки, Х-29 оставался управляемым при угле атаки 67 градусов. Однако благодаря современным достижениям в области управления вектором тяги F-22 Raptor способен выдерживать угол атаки более 60 градусов.

С присущей ему неустойчивостью и проблемами с дополнительными нагрузками на самолет лишь при умеренном или предполагаемом, но не наблюдаемом увеличении неустойчивости, маловероятно, что в ближайшем будущем мы увидим боевые самолеты с крылом передней стреловидности. Другие технологии обеспечивают аналогичную или улучшенную производительность без необходимости использования новых концепций.

Преимущества:

• Проем лонжерона крыла можно разместить за кабиной, что позволяет увеличить высоту кабины. Это важно для самолетов бизнес-класса.
• Пограничный слой на законцовках не затрагивается внутренним крылом. Управляемость может сохраняться вплоть до сваливания.
• Аэроупругие эффекты увеличат количество команд управления. Это делает планер очень отзывчивым.

Однако они напрямую связаны с этими недостатками:

• Сначала сваливание произойдет внутри, что приведет к тангажу. Если хвост не может компенсировать, сваливание необратимо.
• Аэроупругие эффекты будут способствовать флаттеру. Если скорость флаттера окажется слишком низкой, крыло необходимо сделать более жестким, что приведет к увеличению веса.

Эти два недостатка легко перевешивают преимущества для большинства конструкций. Первая конструкция с передней стреловидностью, Junkers 287 , нуждалась в массивном кованом несущем крыле для большей жесткости. Управляемость была отличной, но производительность в целом была плохой.

_{Ju-287 с хохлатыми крыльями и ракетами под крылом двигателей. На штативе перед вертикалью установлена ​​камера в обтекателе для наблюдения за пучками в полете. ( источник фото )}

В сочетании с Т-образным хвостовым оперением заднее положение корня крыла с передней стреловидностью гарантирует, что хвост находится в кильватере корня крыла под большим углом атаки, что может привести к глубокому сваливанию .

Крылья с лучшей стреловидностью вперед можно найти в природе: птицы замахивают кончиками крыльев вперед, если хотят подняться вверх и создать большую подъемную силу. Особенно для коротких посадок идеально подходит крыло с прямой стреловидностью, когда ноги находятся на земле во время сваливания крыла.

Обзор учебника: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html .

Обратите внимание, что Hansa Jet на самом деле был серийным авиалайнером с крылом прямой стреловидности, а 2 типа планеров, на которых я регулярно летал, также имели крылья обратной стреловидности (для улучшения видимости: Schleicher Ka7 и Ka13).

Р.

Также Zlin 142 имеет крыло с обратной стреловидностью.

Не по аэродинамическим соображениям, а для того, чтобы разместить пилотов в центре тяжести, а лонжерон позади них.

Планеры Blanik L-13 и Scheibe Bergfalke имели стреловидные крылья, кажется, это помогает добавить свободы в установке центра тяжести по отношению к центру давления и размещению пилотов. Преимущества крыла прямой стреловидности могут заключаться в основном в диапазоне малых скоростей взлета и посадки. Я не слишком уверен в том, что Ju-287 провалился, есть сообщения, что в советских руках он достигал скорости 1000 км/ч, что хорошо для бомбардировщика, но разработка концепции была прекращена, возможно, были обнаружены серьезные проблемы. Такую компоновку использовал американский бесхвостый самолет конца 40-х, НАСА/НАКА, в репозитории Крэнфилда есть документы об этом, также есть видео на ютубе