Konfiguracja skrzydła - Wing configuration

Spitfire skrzydło może być sklasyfikowana jako „konwencjonalny niskiej skrzydła wspornika jednopłatowiec z nie przesunięte eliptyczne skrzydła umiarkowanym współczynnikiem kształtu i nieznaczne dwuściennym”.

Konfiguracja skrzydło z samolotu na czas skrzydło (w tym zarówno szybowców i zasilany samolotów ) jest jego układ podnoszenia i pokrewnych powierzchniach.

Konstrukcje samolotów są często klasyfikowane według konfiguracji ich skrzydeł . Na przykład Supermarine Spitfire to konwencjonalny wolnonośny dolnopłat o prostym, eliptycznym planie o umiarkowanym wydłużeniu i lekkim dwuściennym.

Wypróbowano wiele odmian. Czasami rozróżnienie między nimi jest niewyraźne, na przykład skrzydła wielu nowoczesnych samolotów bojowych można opisać jako przycięte delty złożone z (do przodu lub do tyłu) skośną krawędzią spływu lub jako ostro zwężone skośne skrzydła z dużymi przedłużeniami nasady krawędzi natarcia (lub LERX ). Niektóre z nich są więc tutaj powielane pod więcej niż jednym nagłówkiem. Dotyczy to zwłaszcza skrzydeł o zmiennej geometrii i kombinowanych (zamkniętych).

Większość opisanych tutaj konfiguracji latała (choć tylko bardzo krótko) pełnowymiarowymi samolotami. Godnych uwagi jest również kilka znaczących projektów teoretycznych.

Uwaga dotycząca terminologii: Większość samolotów ze stałym skrzydłem ma lewe i prawe skrzydła w symetrycznym układzie. Ściśle rzecz biorąc, taka para skrzydeł nazywana jest samolotem skrzydłowym lub po prostu samolotem. Jednak w niektórych sytuacjach często nazywa się samolot skrzydłem, jak w przypadku „dwupłatowiec ma dwa skrzydła” lub całość jako skrzydło, jak w „skrzydle dwupłatowca ma dwie płaszczyzny”. Tam, gdzie znaczenie jest jasne, ten artykuł jest zgodny z powszechnym użyciem, a dokładniej tylko tam, gdzie jest to konieczne, aby uniknąć rzeczywistej niejednoznaczności lub nieprawidłowości.

Liczba i położenie głównych samolotów

Samoloty o stałym skrzydle mogą mieć różną liczbę skrzydeł:

  • Jednopłatowiec : jednoskrzydłowy samolot. Od lat 30. większość samolotów to samoloty jednopłatowe. Skrzydło może być montowane w różnych pozycjach względem kadłuba :
    • Dolnopłat : montowany w pobliżu lub pod spodem kadłuba.
    • Skrzydło środkowe : montowane mniej więcej w połowie kadłuba.
    • Skrzydło barkowe : montowane na górnej części lub „barku” kadłuba, nieco poniżej górnej części kadłuba. Skrzydło barkowe jest czasami uważane za podtyp górnopłata.
    • Górnopłat : montowany na górnej części kadłuba. W przeciwieństwie do skrzydła naramiennego, dotyczy skrzydła zamontowanego na występie (takim jak dach kabiny) powyżej górnej części kadłuba głównego.
    • Skrzydło parasola : uniesione wyraźnie ponad górną część kadłuba, zazwyczaj za pomocą rozpórek kabiny , pylonów lub cokołów.
" "
Dolne skrzydło
" "
środkowe skrzydło
" "
Skrzydło na ramię
" "
Wysokie skrzydło
" "
Skrzydło parasola

Statek powietrzny o stałym skrzydle może mieć więcej niż jeden samolot, ułożony jeden nad drugim:

  • Dwupłatowiec : dwa samoloty skrzydłowe podobnej wielkości, ułożone jeden nad drugim. Dwupłatowiec jest z natury lżejszy i mocniejszy niż jednopłat i był najpopularniejszą konfiguracją do lat 30. XX wieku. Pierwszym Wright Flyerem był dwupłatowiec.
    • Dwupłatowiec o nierównej rozpiętości : dwupłatowiec, w którym jedno skrzydło (zwykle dolne) jest krótsze od drugiego, jak w Curtiss JN-4 Jenny z I wojny światowej.
    • Sesquiplane : dosłownie „półtora płaszczyzny” to rodzaj dwupłatowca, w którym dolne skrzydło jest znacznie mniejsze niż górne skrzydło, albo w rozpiętości, cięciwie lub obu. Nieuport 17 z I wojny światowej był szczególnie udany.
    • Półtoragon odwrócony : ma znacznie mniejszą górną część skrzydła. Fiat CR.1 był w produkcji od wielu lat.
    • Dwupłatowiec Busemanna : teoretyczna naddźwiękowa konfiguracja skrzydeł, w której fale uderzeniowe między płaszczyznami skrzydeł zakłócają ich energię i opór fal.
" "
Dwupłatowiec
" "
Dwupłatowiec o nierównej rozpiętości
" "
Seskwiplane
" "
Odwrócony półtoraplan
" "
Dwupłatowiec Busemann w przekroju
  • Triplane : trzy samoloty ułożone jeden nad drugim. Trzypłatowce, takie jak Fokker Dr.I, cieszyły się krótkim okresem popularności podczas I wojny światowej ze względu na ich zwrotność, ale wkrótce zostały zastąpione ulepszonymi dwupłatami.
  • Quadruplane : cztery samoloty ułożone jeden nad drugim. Niewielka liczba Armstronga Whitwortha FK10 została zbudowana podczas pierwszej wojny światowej, ale nigdy nie trafiła do służby.
  • Wielopłaszczyznowe : wiele płaszczyzn, czasami używane do oznaczania więcej niż jednej lub więcej niż dowolnej liczby. Termin ten jest czasami stosowany do aranżacji układanych w tandem lub w pionie. Wielopłatowiec Horatio Fredericka Phillipsa z1907 rokulatał z powodzeniem z dwustoma płatami skrzydeł. Zobacz także skrzydło tandemowe poniżej.
" "
Trójpłatowiec
" "
Czteropłatowiec
" "
Wielopłaszczyznowy

Schodkowe projekt ma górne skrzydło lekko do przodu dolnej. Od dawna myślano o zmniejszeniu zakłóceń powodowanych przez powietrze o niskim ciśnieniu mieszające się nad dolnym skrzydłem z powietrzem o wysokim ciśnieniu pod górnym skrzydłem; jednak poprawa jest minimalna, a jej główną korzyścią jest poprawa dostępu do kadłuba. Jest powszechny w wielu udanych dwupłatowcach i trójpłatowcach. Zataczanie wsteczne jest również widoczne w kilku przykładach, takich jak Beechcraft Staggerwing .

" "
Nieprzesunięty dwupłatowiec
" "
Zatacza się do przodu
" "
Zataczając się do tyłu
  • Tandem skrzydło konstrukcja ma dwa skrzydła, jedno za drugim: patrz Tailplanes i foreplanes poniżej. Niektóre wczesne typy miały tandemowe stosy wielu samolotów, takie jak dziewięcioskrzydłowa latająca łódź Caproni Ca.60 z trzema trójpłatowymi stosami w tandemie.
  • Skrzydło krzyżowy to zestaw czterech poszczególnych skrzydeł rozmieszczonych w kształcie krzyża . Krzyż może przybrać jedną z dwóch form:
    • Skrzydła równomiernie rozmieszczone na całym przekroju kadłuba, leżące w dwóch płaszczyznach pod kątem prostym, jak w typowym pocisku .
    • Skrzydła leżące razem w jednej płaszczyźnie poziomej wokół osi pionowej, jak w skrzydle wirnika krzyżowego lub X-wingu.
" "
Broń ze skrzydłami krzyżowymi
" "
Skrzydło wirnika krzyżowego lub wirnik ze skrzydłami X

Wsparcie skrzydła

Aby się podeprzeć, skrzydło musi być sztywne i mocne, a co za tym idzie może być ciężkie. Dodając zewnętrzne usztywnienie, można znacznie zmniejszyć wagę. Pierwotnie takie usztywnienie było zawsze obecne, ale powoduje duży opór przy wyższych prędkościach i nie było używane w szybszych konstrukcjach od wczesnych lat 30. XX wieku.

Rodzaje to:

  • Wspornik : samonośny. Cała konstrukcja jest schowana pod aerodynamiczną powłoką, zapewniając czysty wygląd i niski opór.
  • Stężony : skrzydła są podparte przez zewnętrzne elementy konstrukcyjne. Prawie wszystkie konstrukcje wielopłaszczyznowe są usztywnione. Niektóre jednopłatowce, zwłaszcza wczesne konstrukcje, takie jak Fokker Eindecker , są również wzmocnione w celu zmniejszenia masy. Skrzydła usztywnione są dwojakiego rodzaju:
    • Rozpórki usztywnione : jedna lub więcej sztywnych podpór wspiera skrzydło, jak w Fokker D.VII . Amortyzator może działać na ściskanie lub rozciąganie w różnych punktach reżimu lotu.
    • Drut usztywniony : samodzielnie (jak w Boeingu P-26 Peashooter ) lub, częściej, oprócz rozpórek, druty napinające również pomagają w utrzymaniu skrzydła. W przeciwieństwie do rozpórki drut może działać tylko w napięciu.
" "
" "
Wspornik
" "
" "
Rozpórka usztywniona
" "
" "
Drut usztywniony
Stężony wielopłaszczyznowy może mieć jedną lub więcej „przęseł”, które są przedziałami utworzonymi przez dodanie rozpórek międzypłaszczyznowych; liczba przęseł dotyczy tylko jednej strony płatów samolotu. Na przykład, de Havilland Tiger Moth to dwupłatowiec jednostanowiskowy, podczas gdy Bristol F.2 Fighter to dwupłatowiec dwustanowiskowy.
" "
Dwupłatowiec jednozatokowy
" "
Dwuplanowy dwupłatowiec
  • Skrzydło zamknięte : dwie płaszczyzny skrzydeł są w jakiś sposób połączone lub połączone strukturalnie na końcach lub w ich pobliżu. To usztywnia konstrukcję i może zmniejszyć straty aerodynamiczne na końcach. Warianty obejmują:
    • Skrzydło skrzynkowe : górna i dolna płaszczyzna są połączone pionową płetwą między ich końcówkami. Pierwszy oficjalnie świadkiem samotnego startu i lotu, 14-bis Santosa-Dumonta , używał tej konfiguracji, a niektóre dwupłatowce Dunne były również tego typu. Skrzydła tandemowe również były badane (patrz opis skrzydeł połączonych poniżej).
    • Skrzydło pierścieniowe : Skrzydło skrzynkowe, którego pionowe płetwy zakrzywiają się w sposób ciągły, płynnie wtapiając się w końcówki skrzydeł. Wczesnym przykładem był Blériot III , który posiadał dwa pierścieniowe skrzydła w tandemie.
    • Pierścieniowy (cylindryczny) : skrzydło ma kształt walca. Coléoptère miał koncentryczny skrzydła i kadłub. Wystartował i wylądował pionowo, ale nigdy nie osiągnął przejścia do lotu poziomego. Zaproponowano przykłady ze skrzydłem zamontowanym na górze kadłuba, ale nigdy ich nie zbudowano.
    • Pierścieniowy (planarny) : skrzydło ma kształt dysku z otworem. Kilka pierścieniowych jednopłatów Lee-Richards latało na krótko przed I wojną światową.
    • Skrzydło złączone : układ tandemowy, w którym przednie dolne skrzydło przesuwa się do tyłu i/lub tylne górne skrzydło przesuwa się do przodu tak, że łączą się na czubkach lub w pobliżu czubków, tworząc ciągłą powierzchnię w kształcie wydrążonego diamentu lub trójkąta. Ligetiego Stratos to rzadki przykład.
      • Skrzydło romboidalne : skrzydło zespolone składające się z czterech powierzchni w układzie rombowym. Edwards Romboidalna dwupłatowiec z 1911 roku miał oba skrzydła w tej samej płaszczyźnie, a nie latać.
" "
Skrzydło pudełkowe
" "
Skrzydło pierścieniowe
" "
Skrzydło cylindryczne
" "
Skrzydło połączone
" "
Płaskie skrzydło pierścieniowe
" "
Skrzydło romboidalne

Skrzydła można również scharakteryzować jako:

  • Sztywny : wystarczająco sztywny, aby utrzymać profil płata w różnych warunkach przepływu powietrza. Skrzydło sztywne może mieć usztywnienie zewnętrzne i/lub pokrycie z tkaniny.
  • Elastyczny :
" "
Sztywne skrzydło delta
" "
Elastyczne skrzydło Rogallo

Plan skrzydła

Plan skrzydła to sylwetka skrzydła widziana z góry lub z dołu.

Zobacz także typy zmiennej geometrii, które zmieniają kształt skrzydła podczas lotu.

Współczynnik proporcji

Współczynnik kształtu jest rozpiętość podzielona przez średnią cięciwy lub średniej. Jest to miara tego, jak długie i smukłe wydaje się skrzydło widziane z góry lub z dołu.

  • Niski współczynnik kształtu : skrzydło krótkie i przysadziste. Bardziej wydajna strukturalnie i wyższa chwilowa szybkość przechyłu. Zwykle są używane przez samoloty myśliwskie, takie jak Lockheed F-104 Starfighter , oraz przez bardzo szybkie samoloty, w tym północnoamerykański X-15 .
  • Średnie wydłużenie : skrzydło ogólnego przeznaczenia, bardzo szeroko stosowane, np. w transporcie Douglas DC-3 .
  • Wysoki współczynnik kształtu : długie i smukłe skrzydło. Bardziej wydajny aerodynamicznie, mający mniejszy opór indukowany. Zwykle są używane przez samoloty poddźwiękowe na dużych wysokościach, takie jak samoloty pasażerskie, takie jak Bombardier Dash 8, oraz przez szybowce o wysokich osiągach, takie jak Glaser-Dirks DG-500 .
" "
Niski współczynnik proporcji
" "
Umiarkowane proporcje
" "
Wysoki współczynnik proporcji

Większość konfiguracji o zmiennej geometrii zmienia w jakiś sposób współczynnik kształtu, celowo lub jako efekt uboczny.

Zmienność akordów wzdłuż rozpiętości

Cięciwa skrzydła może się zmieniać wzdłuż rozpiętości skrzydła, zarówno ze względów konstrukcyjnych, jak i aerodynamicznych.

  • Cięciwa stała : równoległe krawędzie natarcia i spływu. Najprostszy w wykonaniu i powszechny tam, gdzie ważny jest niski koszt, na przykład w Piper J-3 Cub, ale nieefektywny, ponieważ zewnętrzna sekcja generuje niewielki udźwig, jednocześnie zwiększając wagę i opór. Czasami znany jako skrzydło Hershey Bar w Ameryce Północnej ze względu na podobieństwo kształtu do tabliczki czekolady.
  • Zwężane : skrzydło zwęża się ku końcowi. Konstrukcyjnie i aerodynamicznie bardziej wydajne niż skrzydło o stałym cięciwie i łatwiejsze do wykonania niż typ eliptyczny.
    • Trapezoidalny : skrzydło stożkowe z prostymi krawędziami natarcia i spływu: może być nieskośne lub skośne. Prosto stożkowy skrzydło jest jedną z najczęstszych planforms skrzydłami, jak widać na Messerschmitt Bf 109 .
    • Odwrotnie zwężone : skrzydło jest najszersze przy czubku. Strukturalnie nieefektywna, prowadząca do dużej wagi. Pilotowany eksperymentalnie na XF-91 Thunderceptor w celu przezwyciężenia problemów związanych z przeciągnięciem skośnych skrzydeł.
    • Mieszanka stożkowa : stożek odwraca się w kierunku nasady. Typowo usztywniony, aby zachować sztywność. Używany w samolotach kooperacyjnych armii Westland Lysander w celu zwiększenia widoczności załogi.
  • Stała cięciwa ze zwężającą się częścią zewnętrzną : typowa odmiana spotykana na przykład w wielu typach Cessna .
" "
Stały akord
" "
Stożkowy (trapezowy)
" "
Odwrócona stożkowa
" "
Mieszanka stożkowa
" "
Stała cięciwa,
zwężająca się na zewnątrz
  • Eliptyczny : krawędzie natarcia i spływu są zakrzywione w taki sposób, że długość cięciwy zmienia się eliptycznie w stosunku do rozpiętości. Teoretycznie najwydajniejszy, ale trudny do wykonania. Słynny używany w Supermarine Spitfire . (Zauważ, że wteorii aerodynamiki termin „eliptyczny” opisuje optymalny rozkład siły nośnej na skrzydle, a nie jego kształt).
    • Półeliptyczny : tylko krawędź natarcia lub spływu jest eliptyczna, a druga prosta, jak w przypadku eliptycznych krawędzi spływu Seversky P-35 .
" "
Eliptyczny
" "
Półeliptyczny
  • Skrzydło ptaka : zakrzywiony kształt przypominający rozpostarte skrzydło ptaka. Popularny w pionierskich latach i osiągnął pewien sukces na Etrich Taube, gdzie jego plansza była inspirowana nasionami zanonia ( Alsomitra macrocarpa ).
  • Skrzydło nietoperza : forma z żebrami promienistymi. 1901 Whitehead No. 21 był przedmiotem roszczeń do pierwszego kontrolowanego lotu z napędem.
  • Okrągły : w przybliżeniu okrągły kształt. Vought XF5U stosowania dużych śrub w pobliżu zakończenia, które Vought twierdził rozpraszane jego wiry WingTip, a jej integralną ogona samolotu stabilności.
    • Latający spodek : okrągłe skrzydło latające. Z natury niestabilny, jak zademonstrował Avrocar .
    • Skrzydło tarczowe : wariant, w którym obraca się cała tarcza. Popularny na zabawkach, takich jak Frisbee .
    • Płaskie skrzydło pierścieniowe : koło ma otwór, tworząc zamknięte skrzydło (patrz wyżej). Lee-Richards pierścieniowe jednopłat przeleciał tuż przed I wojną światową.
" "
Ptasi
" "
Nietoperz
" "
Okólnik
" "
Latający spodek
" "
Płaski pierścieniowy
  • Delta : trójkątny plan z zagiętą krawędzią natarcia i prostą krawędzią spływu. Oferuje zalety skośnego skrzydła, z dobrą wydajnością konstrukcyjną i małą powierzchnią czołową. Wadami są niskie obciążenie skrzydła i duża powierzchnia zwilżania potrzebne do uzyskania stabilności aerodynamicznej. Warianty to:
    • Delta bezogonowa : klasyczna, szybka konstrukcja, stosowana na przykład w serii Dassault Mirage III .
    • Tailed delta : dodaje konwencjonalny statecznik, aby poprawić prowadzenie. Używany w Mikojan-Gurewicz MiG-21 .
    • Przycięte delta : końcówki skrzydeł są odcięte. Pomaga to uniknąć oporu końcówki przy dużych kątach natarcia. Fairey delta 1 miał również ogon. W skrajnym przypadku łączy się w konfigurację „stożkowatą”.
    • Złożona delta lub podwójna delta : wewnętrzna sekcja ma (zwykle) bardziej strome wygięcie krawędzi natarcia, jak w Saab Draken . Poprawia to siłę nośną przy dużych kątach natarcia i opóźnia lub zapobiega przeciągnięciu. Dla kontrastu, Saab Viggen ma wewnętrzną część o zmniejszonym omiataniu, aby uniknąć zakłóceń ze strony przedniego płata.
    • Delta Ogival : gładko wymieszana podwójna krzywa „kieliszek do wina” obejmująca krawędzie natarcia i wierzchołek przyciętej delty złożonej. Widziany w bezogonowej formie na naddźwiękowych transportach Concorde .
" "
Bezogonowa delta
" "
Ogoniasta delta
" "
Przycięta delta
" "
Delta złożona
" "
delta ostrołukowa

Zamiatanie skrzydła

Skrzydła mogą być cofnięte lub czasami do przodu z różnych powodów. Niewielki stopień wychylenia jest czasami używany do regulacji środka nośności, gdy z jakiegoś powodu skrzydło nie może być zamocowane w idealnej pozycji, na przykład z powodu widoczności pilota z kokpitu. Inne zastosowania opisano poniżej.

  • Prosta : rozciąga się pod kątem prostym do linii lotu. Najbardziej wydajne pod względem konstrukcyjnym skrzydło, było powszechne w konstrukcjach wolnoobrotowych od pierwszych dni Wright Flyer .
  • Wymiatane do tyłu (aka „skrzydło skośne”): skrzydło przesuwa się do tyłu od nasady do czubka. W przykładach ogona wczesnych, takich jak samoloty Dunne , co pozwoliło zewnętrznej sekcji bocznych działać jak konwencjonalny usterzenie ogonowe (ogon), aby zapewnić stabilność aerodynamicznego. Przyprędkościach transsonicznych skośne skrzydła mają mniejszy opór, ale mogą źle radzić sobie w przeciągnięciach lub w ich pobliżu i wymagają dużej sztywności, aby uniknąć aeroelastyczności przy dużych prędkościach. Powszechne w konstrukcjach o wysokim poziomie poddźwiękowym i wczesnych naddźwiękowych, takich jak Hawker Hunter .
  • Skok do przodu : skrzydło odchyla się do przodu od nasady. Korzyści są podobne do zamiatania do tyłu, ponadto pozwala uniknąć problemów z przeciągnięciem i ma mniejsze straty na końcówkach, co pozwala na mniejsze skrzydło, ale wymaga jeszcze większej sztywności, aby uniknąć aeroelastycznego trzepotania, jak w Sukhoi Su-47 . W HFB 320 Hansa Jet zastosowano wychylenie do przodu, aby zapobiec przechodzeniu dźwigara skrzydła przez kabinę. Małesamoloty z łopatkami mogą używać wymachu do przodu, aby utrzymać prawidłowy CoG .

Niektóre typy zmiennej geometrii różnią się skosem skrzydła podczas lotu:

  • Swing-wing : zwany także „zmiennym skrzydłem zamiatającym”. Skrzydła lewego i prawego ramienia różnią się skosem, zwykle do tyłu. Widziany w kilku typach samolotów wojskowych, takich jak General Dynamics F-111 Aardvark .
  • Skrzydło skośne : pojedyncze skrzydło o pełnej rozpiętości obraca się wokół swojego punktu środkowego tak, że jedna strona zagarnia się do tyłu, a druga do przodu. Latający nasamolocie badawczym NASA AD-1 .
" "
Proste
" "
Zmieciony
" "
Przesunięty do przodu
" "
Zmienny skok
(swing-wing)
" "

Skrzydło skośne o zmiennej geometrii

Zmienność przeciągnięcia wzdłuż rozpiętości

Kąt skośnego skrzydła może być również zmieniany lub wygięty wzdłuż rozpiętości:

  • Półksiężyc : zewnętrzna część skrzydła jest odchylona mniej ostro niż część wewnętrzna, aby uzyskać najlepszy kompromis między transonicznym opóźnieniem wstrząsów a kontrolą przepływu spanwise . Używane na Handley Page Victor .
  • Wygięta strzała : aerodynamicznie identyczna jak w delcie złożonej, ale z krawędzią spływu również załamaną do wewnątrz. Testowany eksperymentalnie na General Dynamics F-16XL .
  • Skrzydło M : wewnętrzna sekcja skrzydła odchyla się do przodu, a zewnętrzna część odchyla się do tyłu. Pozwala na silne omiatanie skrzydła, jednocześnie minimalizując niepożądane skutki zginania aeroelastycznego . Okresowo badany, ale nigdy nie używany w samolocie.
  • Skrzydło W : odwrócone skrzydło M. Proponowany dla Blohm & Voss P.188, ale studiował jeszcze mniej niż M-wing i ostatecznie nigdy nie był używany.
" "
Półksiężyc
" "
Zakręcona strzała
" "
M-skrzydło
" "
W-skrzydło

Asymetryczny

W kilku asymetrycznych samolotach lewa i prawa strona nie są swoimi lustrzanymi odbiciami:

  • Asymetryczny układ : Blohm & Voss BV 141 miał oddzielne przesunięcie kadłuba i gondoli załogi po obu stronach, aby zapewnić załodze dobre pole widzenia.
  • Rozpiętość asymetryczna : w kilku włoskich myśliwcach, takich jak Ansaldo SVA , jedno skrzydło było nieco dłuższe niż drugie, aby przeciwdziałać momentowi obrotowemu silnika.
  • Skrzydło skośne : jedno skrzydło przesuwa się do przodu, a drugie do tyłu. NASA AD-1 miał pełnej rozpiętości konstrukcji skrzydła o zmiennej płaszczyzny.
" " " " " "
Asymetryczny Przeciwdziałanie momentu obrotowego
przez asymetryczną rozpiętość

Skrzydło skośne o zmiennej geometrii

Tailplany i przodki

Klasyczne skrzydło o przekroju aerodynamicznym jest niestabilne w pochyleniu i wymaga pewnego rodzaju poziomej powierzchni stabilizującej. Nie może również zapewnić żadnej znaczącej kontroli pochylenia, wymagając osobnej powierzchni sterowej (windy) zamontowanej w innym miejscu - zwykle na stabilizatorze poziomym.

  • Konwencjonalnestatecznika poziomego ” powierzchni w tylnej części statku powietrznego formowania części ogona albo usterzenie ogonowe . Nie stał się konwentem przez kilka lat po Wrightach, a Blériot VII z 1907 roku był pierwszym udanym przykładem.
  • Canard : powierzchnia „foreplane” z przodu samolotu. Powszechny w pionierskich latach, ale od wybuchu I wojny światowej żaden model produkcyjny nie pojawił się aż do Saaba Viggena w 1967 roku.
  • Tandem : dwa główne skrzydła, jedno za drugim. Oba zapewniają znaczny wzrost. Przykładem jest Rutan Quickie . Aby zapewnić stabilność wzdłużną, skrzydła muszą różnić się charakterystyką aerodynamiczną: zazwyczaj kąt natarcia i/lub wybrane profile różnią się między dwoma skrzydłami.
  • Trzy powierzchnie : zarówno konwencjonalne powierzchnie pomocnicze, jak i kaczki. Współczesne przykłady obejmują Sukhoi Su-33 , a pionierskie przykłady obejmują Voisin-Farman I .
  • Ogon zaburtowy : podzielony na dwie części, każda połówka zamontowana na krótkim bomie tuż za końcówką skrzydła. Składa się on z zewnętrznych stateczników poziomych (OHS) i może zawierać dodatkowe stateczniki pionowe (płetwy) montowanych na wysięgniku lub nie. W tej pozycji powierzchnie ogona konstruktywnie oddziałują z wirami końcówek skrzydeł, aby znacznie zmniejszyć opór. Używany dla Scaled Composites SpaceShipOne .
  • Bezogonowy : bez oddzielnej powierzchni, z przodu lub z tyłu. Powierzchnie nośne i stabilizujące można łączyć w jednej płaszczyźnie, tak jak w przypadku Short SB.4 Sherpa, którego całe sekcje końcówek skrzydeł pełniły funkcję elevonów . Alternatywnie profil płata może być zmodyfikowany, aby zapewnić naturalną stabilność, jak w Dunne D.5 . Samoloty posiadające statecznik ogonowy, ale bez pionowej płetwy ogonowej, zostały również opisane jako „bezogonowe”.
" "
Konwencjonalny ogon
" "
Kaczka
" "
Tandem
" "
Trzy powierzchnie
" "
Ogon zaburtowy
" "
Bezogonowy

Dwuścienny i anhedralny

Kątowanie skrzydeł w górę lub w dół od nasady do czubka może pomóc w rozwiązaniu różnych problemów konstrukcyjnych, takich jak stabilność i kontrola w locie.

  • Dwuścienny : czubki są wyższe niż korzeń jak u Santos-Dumont 14-bis , co daje płytki kształt „V” patrząc z przodu. Dodaje stabilność boczną.
  • Anhedral lub catahedral : czubki są niżej niż korzeń, jak na pierwszym Wright Flyer ; przeciwieństwo dwuścienności. Służy do zmniejszania stabilności, gdy jakaś inna funkcja powoduje zbyt dużą stabilność.

Niektóre dwupłatowce mają różne stopnie dwuścienne / anhedralne na różnych skrzydłach. Sopwith Camel miał płaską górną skrzydło i dwuścienny na dolnym skrzydle, podczas gdy Hanriot HD-1 miał dwuścienny na górnym skrzydle ale nikt na niższy.

" "
Dwuścienny
 
" "
Anhedral
 
" "
Dwupłatowiec dwupłatowy
na obu skrzydłach
" "
Dwupłatowiec dwupłatowy
na dolnym skrzydle

W skrzydle zakrzywionym lub wielościennym kąt dwuścienny zmienia się na całej rozpiętości. (Zauważ, że opis „zagięty” różni się w użyciu. Zobacz także Plan strzałki zagięty.)

  • Skrzydło mewy : ostre dwuścienne w części nasady skrzydła, niewielkie lub żadne w części głównej, jak wmyśliwcu PZL P.11 . Czasami używany do poprawy widoczności do przodu i do góry oraz może być używany jako górne skrzydło dwupłatowca, jak na Polikarpow I-153 .
  • Skrzydło mewy odwrócone : anhedral na części korzeniowej, dwuścienna na głównej części. Przeciwieństwo skrzydła mewy. Może być używany do skrócenia długości nóg podwozia montowanych na skrzydłach, umożliwiając jednocześnie podniesienie kadłuba, jak w niemieckimbombowcu nurkującym Junkers Ju 87 Stuka .
  • Zagięta lub pochylona szczytówka : dwuścienna sekcja szczytówki różni się od głównego skrzydła. Końcówki mogą mieć dwuścienne w górę, jak w F-4 Phantom II lub w dół, jak w Northrop XP-56 Black Bullet .
" "
Skrzydło mewy
" "
Odwrócone skrzydło mewy
" "
Wskazówki dwuścienne
" "
Wskazówki dotyczące anhedry
  • Skrzydło kanał zawiera część skrzydła, tworząc kanał wokół częściowe lub bezpośrednio za pomocą śmigła. Latający od 1942 roku tylko w formie prototypu, w szczególności na samolocie Custer Channel Wing .
" "
Skrzydło kanału

Skrzydła kontra ciała

Niektóre projekty nie mają wyraźnego połączenia między skrzydłem a kadłubem lub korpusem. Może to wynikać z braku jednego lub drugiego z nich lub z połączenia się ze sobą:

  • Latające skrzydło : samolot nie ma wyraźnego kadłuba ani poziomego ogona (chociaż mogą występować płetwy i strąki, pęcherze itp.), tak jak w bombowcu B-2 stealth .
  • Blended body lub blended wing-body : płynne przejście między skrzydłem a kadłubem, bez twardej linii podziału. Zmniejsza zwilżony obszar, a także może zmniejszyć zakłócenia między przepływem powietrza nad nasadą skrzydła a sąsiednim korpusem, w obu przypadkach zmniejszając opór. Samolot szpiegowski Lockheed SR-71 jest przykładem tego podejścia.
  • Korpus podnoszący : samolot nie ma rozpoznawalnych skrzydeł, ale opiera się na kadłubie (zwykle przy dużych prędkościach lub pod dużym kątem natarcia), aby zapewnić aerodynamiczne unoszenie, tak jak w X-24 .
" "
" "
Latające skrzydło
" "
" "
Mieszane ciało
" "
" "
Podnoszenie ciała

Niektóre projekty mogą należeć do wielu kategorii w zależności od interpretacji, na przykład wiele UAV lub dronów może być postrzeganych jako bezogonowe zmieszane skrzydło lub jako latające skrzydło z głębokim pasem centralnym.

Zmienna geometria

Zmienna geometria samolot jest w stanie zmienić jego konfigurację fizyczną podczas lotu.

Niektóre typy jednostek o zmiennej geometrii przechodzą między konfiguracjami ze skrzydłami stałymi i skrzydłami obrotowymi. Aby uzyskać więcej informacji na temat tych hybryd, zobacz podnośnik z napędem .

Zmienna plansza

  • Skrzydło o zmiennym skoku lub Swing-wing . Skrzydła lewego i prawego ramienia różnią się skosem, zwykle do tyłu. Pierwsze udane przemiatanie skrzydeł w locie zostało przeprowadzone przez Bell X-5 na początku lat 50. XX wieku. W Beech Starship tylko przednie kaczki mają zmienne przechylenie.
  • Skrzydło skośne : pojedyncze skrzydło o pełnej rozpiętości obraca się wokół swojego punktu środkowego, tak jak w NASA AD-1 , tak że jedna strona odchyla się do tyłu, a druga do przodu.
  • Skrzydło teleskopowe : zewnętrzna część teleskopów skrzydłowych nad lub w wewnętrznej części skrzydła, o różnej rozpiętości, wydłużeniu i powierzchni skrzydła, tak jak w szybowcu FS-29 TF .
  • Zdejmowane skrzydło . W badaniu WS110A zaproponowano długie skrzydło do startu i przelotu poddźwiękowego, które następnie odłączało zewnętrzne panele, aby opaść, pozostawiając skrzydło o krótkiej rozpiętości do lotu naddźwiękowego. (Patrz także skrzydło ślizgowe poniżej.)
  • Wysuwane skrzydło lub rozkładane skrzydło : część skrzydła chowa się do głównej struktury samolotu, aby zmniejszyć opór i drgania na małej wysokości podczas lotu z dużą prędkością i jest wysuwana tylko do startu, rejsu z małą prędkością i lądowania. Gerin Varivol dwupłatowiec, który poleciał w 1936 roku, przedłużony przedniej i tylnej krawędzi, aby zwiększyć powierzchnię skrzydła.
" "
Zmienny skok
(swing-wing)
" "

Skrzydło skośne o zmiennej geometrii
 
" "
Skrzydło teleskopowe
 
" "
Rozszerzanie skrzydła
 
  • Skrzydło składane : część skrzydła rozkłada się do startu i lądowania oraz składa się do lotu z dużą prędkością. Zewnętrzne sekcje skrzydła XB-70 Valkyrie złożyły się podczas rejsu naddźwiękowego. (Wiele samolotów ma skrzydła, które można złożyć w celu przechowywania na ziemi lub na pokładzie statku; nie są to skrzydła składane w znaczeniu tutaj użytym).
" "
Składane skrzydło

Sekcja zmienna

  • Zmienny zasięg : samolot skrzydła może przechylać się w górę lub w dół w stosunku do kadłuba. Skrzydło Vought F-8 Crusader zostało obrócone, podnosząc krawędź natarcia podczas startu, aby poprawić osiągi. Jeśli na skrzydle zamontowane są napędzane wirniki śmigła ,aby umożliwić pionowy start lubosiągi STOVL , łączy się zkategorią napędzanych podnośników .
  • Zmienny camber : sekcje krawędzi natarcia i/lub spływu całego obrotu skrzydła w celu zwiększenia efektywnego pochylenia skrzydła, a czasem także jego powierzchni. Poprawia to manewrowość. Wczesny przykład poleciał na Westland N.16 z 1917 roku.
  • Zmienna grubość : górna część środkowa skrzydła może zostać podniesiona w celu zwiększenia grubości skrzydła i pochylenia podczas lądowania i startu, a zmniejszona w celu zwiększenia prędkości. Charles Rocheville i inni latali eksperymentalnym samolotem.
" "

Skrzydło o zmiennym natężeniu
" "
Zmienna camber
aerofoil
" "
Płat o zmiennej grubości

Wielopostaciowość

Polimorficzny skrzydło jest w stanie zmienić liczbę samolotów w locie. Nikitin-Shevchenko „składane” myśliwskich prototypów stanie zrobienie między konfiguracji dwupłatowych i monoplan po starcie przez zagięcie dolnego skrzydła w zagłębieniu w górnej części skrzydła.

Skrzydło poślizgu jest odmianą polimorficzną idei, przy czym niska skrzydło monoplan był wyposażony w drugi rozłącznego „poślizgu” skrzydło powyżej, do wspomagania startu, który następnie wyrzucane po wysoko. Pomysł narodził się po raz pierwszy na eksperymentalnym Hillson Bi-mono .

" "
Skrzydło polimorficzne
" "
Skrzydło ślizgowe

Drobne niezależne powierzchnie

Różne drobne powierzchnie

Samoloty mogą mieć dodatkowe drobne powierzchnie aerodynamiczne. Niektóre z nich są traktowane jako część ogólnej konfiguracji skrzydła:

  • Winglet : mała płetwa na końcu skrzydła, zwykle skierowana ku górze. Zmniejsza rozmiar wirów rzucanych przez końcówkę skrzydła, a tym samym również opór końcówki.
  • Pas : mała powierzchnia, zwykle dłuższa niż szeroka i zamontowana na kadłubie. Pasy mogą być rozmieszczone w różnych pozycjach w celu poprawy zachowania aerodynamicznego. Przedłużenia korzeni na krawędzi natarcia (LERX) są czasami określane mianem wing strakes.
  • Chine : ostrokrawędziowy profil biegnący wzdłuż kadłuba. Kiedy jest używany aerodynamicznie, jest wysuwany na zewnątrz, tworząc powierzchnię nośną, zwykle wtapiając się w skrzydło główne. Oprócz poprawy obsługi przy niskiej prędkości (duży kąt natarcia), zapewnia dodatkową siłę nośną przy dużych prędkościach naddźwiękowych, co minimalizuje wzrost oporu. Widziany na Lockheed SR-71 Blackbird .
  • Wąsy : mała powierzchnia kaczki o wysokim współczynniku kształtu , bez ruchomej powierzchni sterowej. Zazwyczaj jest chowany do lotu z dużą prędkością. Kieruje powietrze w dół na nasadę skrzydła, aby opóźnić przeciągnięcie. Widziany na Dassault Milan .

Dodatkowe drobne funkcje

Na istniejącej powierzchni aerodynamicznej, takiej jak skrzydło główne, można zastosować dodatkowe drobne elementy:

Wysoki wzrost

Urządzenia wysokiego podnoszenia

Urządzenia wysokiego podnoszenia utrzymują siłę nośną przy niskich prędkościach i opóźniają przeciągnięcie, aby umożliwić wolniejsze prędkości startu i lądowania:

  • Listwa i szczelina : Listwa krawędzi natarcia to mały płat wystający przed główną krawędzią natarcia. Za nim szczelina przęsła tworzy szczelinę krawędzi natarcia. Powietrze przepływające przez szczelinę jest odchylane do tyłu przez listwę i przepływa nad skrzydłem, dzięki czemu samolot może latać z mniejszą prędkością bez separacji przepływu lub przeciągnięcia. Listwa może być stała lub chowana.
  • Klapa : aerodynamiczna powierzchnia na zawiasach, zwykle na krawędzi spływu, która jest obracana w dół, aby zwiększyć siłę nośną i opór. Typy obejmują gładkie, szczelinowe i dzielone. Niektóre, takie jak Fowler Flaps , również rozciągają się do tyłu, aby zwiększyć powierzchnię skrzydeł. Krueger klapa jest urządzenie do krawędzi natarcia.
  • Mankiet : przedłużenie krawędzi natarcia, które modyfikuje przekrój płata, zwykle w celu poprawy charakterystyki przy niskich prędkościach.

Spanwise kontrola przepływu

Spanwise urządzenie kontrolujące przepływ

Na skośnym skrzydle powietrze ma tendencję do płynięcia zarówno na boki, jak i do tyłu, a zmniejszenie tego może poprawić wydajność skrzydła:

  • Ogrodzenie skrzydłowe : płaska płyta rozciągająca się wzdłuż pasa skrzydła i na niewielką odległość w pionie. Służy do kontrolowania spanwise przepływu powietrza nad skrzydłem.
  • Krawędź natarcia Dogtooth : tworzy ostrą przerwę w przepływie powietrza nad skrzydłem, zakłócając przepływ spanwise.
  • Ząbkowana krawędź natarcia : zachowuje się jak ząb.

Tworzenie wirów

Urządzenia wirowe

Urządzenia wirowe utrzymują przepływ powietrza przy niskich prędkościach i opóźniają przeciągnięcie, tworząc wir, który ponownie zasila warstwę graniczną w pobliżu skrzydła.

  • Generator wirów : mały trójkątny występ na górnej powierzchni czołowej skrzydła; zwykle kilka jest rozmieszczonych wzdłuż rozpiętości skrzydła. Generatory Vortex wytwarzają dodatkowy opór przy wszystkich prędkościach.
  • Vortilon : płaska płyta przymocowana do spodu skrzydła w pobliżu jego zewnętrznej krawędzi natarcia, mniej więcej równolegle do normalnego przepływu powietrza. Przy niskich prędkościach efekty szczytowe powodują lokalny przepływ przęsełkowy, który jest odchylany przez wir, tworząc wir przechodzący w górę i nad skrzydłem.
  • Przedłużenie korzenia wiodącej krawędzi (LERX) : generuje silny wir nad skrzydłem przy dużych kątach natarcia, ale w przeciwieństwie do generatorów wirów może również zwiększyć siłę nośną przy tak dużych kątach, jednocześnie tworząc minimalny opór w locie poziomym.

Redukcja oporu

Urządzenia redukujące opór
  • Korpus antywstrząsowy : opływowy kształt gondoli dodany do krawędzi natarcia lub spływu aerodynamicznej powierzchni, aby opóźnić wystąpienie uderzenia i zmniejszyć opór fal transsonicznych. Czasami nazywana marchewką Küchemann .
  • Różnego rodzaju owiewki , takie jak bąble, pylony i pojemniki na końcówki skrzydeł, zawierające sprzęt, który nie mieści się w skrzydle, a którego jedynym celem aerodynamicznym jest zmniejszenie oporu wytwarzanego przez sprzęt.
  • Fillet , rodzaj owiewki: małe zakrzywione wypełnienie na styku dwóch powierzchni, takich jak skrzydło i kadłub, płynnie łącząc je ze sobą w celu zmniejszenia oporu.

Zobacz też

Uwagi

Bibliografia

Zewnętrzne linki