Aripa de săgeată negativă

De la Wikipedia, enciclopedia liberă.
Salt la navigare Salt la căutare
Vedere în plan a unui avion cu aripă de săgeată negativă

Aripa săgeții negative sau aripa săgeții inversă este un tip special de aripă săgeată . Este o aripă de înaltă performanță, caracterizată printr-un unghi de săgeată negativ.

Deși studiile efectuate până în prezent au arătat că aceasta este o soluție aplicabilă și eficientă, avantajele obținute nu au fost considerate suficiente pentru a compensa problemele structurale întâmpinate și până în prezent este o configurație de aripă neobișnuită.

Istorie

Cercetări inițiale

Conceptul de aeronavă cu aripă negativă a fost propus pentru prima dată în 1936 în Germania, [1] deși proiectul nu a avut o urmărire imediată.
Trebuie să așteptăm izbucnirea celui de-al doilea război mondial pentru ca testele practice să fie efectuate pe un avion cu această configurație de aripă. Messerschmitt AG pionier inițial conceptul, dar primul avion revers-aripa a fost Junkers Ju 287 lumina bombardier . Avantajele căutate nu erau, totuși, de tip aerodinamic: aripile săgeții inversate permiteau amplasarea aripilor mult în aval de structura aeronavei, maximizând dimensiunea golful bombei.

Totuși, printre forțele aeriene aliate, doar producătorul american semi-necunoscut Cornelius a folosit - în 1944 - conceptul de aripă inversă pentru modelul XFG-1 . A fost un planor de transport de combustibil care a fost construit doar în două exemple.

Dezvoltări ulterioare

În 1948, pe baza designului german Ju 287, Uniunea Sovietică a dezvoltat Tsybin LL-3 [2] , care a avut un impact major asupra dezvoltării prototipului Sukhoi SYB-A din 1982. Echivalentul SUA, tehnologia Grumman X-29 demonstrant.

NACA , progenitor al NASA de mai târziu, a efectuat, de asemenea, experimente privind utilizarea unei aripi cu săgeți inversate pentru prima dintre seria de avioane x , Bell X-1 , dar problemele structurale întâmpinate au fost mai mari decât avantajele aerodinamice obținute .

Utilizarea aripii săgeții înapoi a continuat să fie considerată inaplicabilă până la sfârșitul anilor 1970, când DARPA a început să experimenteze utilizarea aripilor compozite și a sistemelor digitale de control fly-by-wire .
Acest lucru a făcut posibilă proiectarea aeronavelor care erau dinamic instabile și, prin urmare, foarte manevrabile. Primul design urma să se bazeze pe luptătorul F-16 [3] , modificat pentru a utiliza o aripă de săgeată negativă și denumit pentru acest SFW ( aripă înaintată ), dar nu a dus niciodată la un prototip.

Su-47

În schimb, Grumman a fost cel care a construit două exemple de demonstratoare tehnologice X-29 , care a efectuat primele zboruri în 1984. Prototipul, echipat și cu suprafețe de canard , s-a dovedit extrem de manevrabil chiar și la unghiuri de atac mai mari de 60 °. [4]
Odată cu introducerea motoarelor de tracțiune vectorială și îmbunătățirea progresivă a performanței rachetelor cu rază medie de acțiune, totuși, nevoia de aeronave extrem de manevrabile a fost redusă, la fel și importanța aripilor săgeții înapoi.

Cu toate acestea, în 1997 Sukhoi a început să testeze luptătorul Su-47 , prezentând prototipul la Salonul Internațional Aerian și Spațial Paris-Le Bourget . Deși nu a intrat niciodată în producție, a efectuat numeroase zboruri de testare și a fost prezent la numeroase spectacole aeriene.

Aplicații practice

Deși utilizarea aripii săgeții inversate în armată nu a trecut niciodată dincolo de stadiul prototipului, există diverse aeronave civile care o folosesc:

  • Papagalul CZAW ; [5]
  • HFB-320 , un avion comercial construit în 50 de unități, primul zbor în 1964 ; aripa cu săgeată inversată a permis o cabină de pasageri mai spațioasă, fără aripă de aripă;
  • Saab Safari , un avion de antrenament militar din 1969;
  • Scaled Composites Boomerang , un avion prototip cu motor cu piston; există un singur exemplu;
  • Cessna NGP , un prototip al unei aeronave monomotor care își propune să fie progenitorul unei noi generații de avioane, menit să înlocuiască Cessna 172 și Cessna 182 acum în vârstă.

Există, de asemenea, o serie de planori cu două aripi cu aripi înalte care utilizează aripa săgeții înapoi. Poziționarea înapoi a aripii asigură faptul că aceasta nu ascunde vederea laterală a celor care stau pe bancheta din spate. LET L-13 Blaník , cel mai popular planor cu două locuri din lume, este un exemplu tipic al acestei aplicații.

Caracteristici aerodinamice și de construcție

Fluxul de aer care lovește o aeronavă cu aripi cu săgeată inversă este inversul celui al unei aeronave cu aripi convenționale

Aripa măturată, fie ea pozitivă sau negativă, oferă avantajul important de a reduce rezistența la undă la viteze transonice sau supersonice, reducând numărul Mach al aerului care curge peste aripă. Deoarece efectele unghiului săgeții variază proporțional cu cosinusul unghiului în sine, nu ar trebui să existe nicio diferență între aripa săgeții pozitive și aripa negativă a săgeții.

Cu toate acestea, trebuie luate unele considerații suplimentare.

Stand

Unul dintre avantajele utilizării aripii cu săgeată negativă este un control mai bun la unghiuri de atac ridicate, datorită vulnerabilității mai reduse la blocajul electric .

Într-o aripă săgeată pozitivă, fluxul de aer care curge peste aripă merge din interior spre exterior, iar firele de fluid devin turbulente la vârfurile aripilor dinaintea centrului. Aceasta înseamnă că blocarea începe de la vârfurile aripilor, unde sunt montate suprafețele de control.

Pe de altă parte, într-o aripă de săgeată negativă, fluxul de aer merge din exterior în interior. Aceasta înseamnă că, la viteze mari, standul pornește din centrul aripii, asigurând un control mai bun al eleronului la unghiuri de atac ridicate.

Structura

O aripă cu săgeată inversă este montată mai mult în aval de fuselaj decât o aripă cu săgeată pozitivă, deoarece greutatea sa tinde să cântărească spre nasul aeronavei, mai degrabă decât spre coadă. Acest lucru permite un spațiu mai util în fuzelaj pentru a fi folosit ca compartiment de marfă, deoarece nu este obstrucționat de structurile de sprijin necesare pentru aripi.

Utilizarea unei aripi cu săgeată inversă implică foarte des utilizarea aripioarelor de canard (vezi de exemplu X-29 și Su-47 menționate mai sus). Deoarece aripa de canard și aripa principală sunt una în amonte și una în aval de centrul de greutate al aeronavei, ambele pot fi purtătoare de sarcini fără a se destabiliza și a face aeronava instabilă dinamic.

Pe de altă parte, fluxul de aer care lovește aripa la viteze mari tinde să le răsucească cu un cuplu proporțional cu viteza fluxului în sine. Acest fenomen (numit divergență dinamică aeroelastică ) poate fi împiedicat să fie periculos prin dimensionarea aripii pentru a putea opera cu o viteză mai mare decât cea pe care o poate atinge aeronava, dar acest lucru înseamnă că o aripă săgeată inversă trebuie să fie mai robustă decât o ' aripă de săgeată pozitivă analogă și, prin urmare, este mai scumpă. Pentru a evita să întăriți aripa, făcându-l mult mai greu, este de fapt necesar să folosiți materiale compozite, cu costuri mai mari.

Stabilitate

O aeronavă cu aripă cu săgeată inversă este mai puțin stabilă decât o aeronavă cu aripă săgeată convențională:

  • Stabilitate longitudinală : atunci când o aeronavă cu aripă cu săgeată inversă efectuează o manevră de-a lungul axei de pas (o tracțiune sau o scufundare ), aripa tinde să accentueze manevra: tragerea crește, dar din moment ce centrul de rotație al aripii este în spatele centrului de aplicare a forței, aceasta generează un moment care tinde să mărească și mai mult unghiul de rotație. În schimb, într-o aripă măturată pozitivă, variațiile unghiului de atac tind să contracareze rotația însăși.
  • Stabilitate la viraj : Când o aeronavă cu aripă săgeată inversă face o viraj, aripa exterioară generează mai puțină rezistență decât aripa interioară, accentuând manevra. În schimb, într-o aripă săgeată pozitivă, aripa exterioară generează o rezistență mai mare, amortizând manevra. În special, aripa de coborâre își mărește unghiul de atac, ceea ce determină o creștere a ridicării care tinde să se opună manevrei, dar creează și o creștere a rezistenței care tinde să retragă aripa. Se creează „rola olandeză”, un nume care derivă dintr-o manevră de patinaj care explică legătura strânsă dintre stabilitatea transversală și direcțională sau mai bine, o mișcare de fală este întotdeauna corelată cu fiecare mișcare de rulare .

În aeronautică, o instabilitate mai mare este, pe de o parte, un parametru căutat, deoarece se traduce printr-o agilitate și manevrabilitate mai bună, dar pe de altă parte, face mai dificilă controlul aeronavei și, prin urmare, crește nevoia ca zborul să fie servo -asistent.

Notă

  1. ^ Comisia Centennial of Flight din SUA. „Aripile măturate înainte” Arhivat 21 mai 2008 la Arhiva Internet.
  2. ^ Copie arhivată , pe aeroweb.lucia.it . Adus la 19 aprilie 2008 (arhivat din original la 13 februarie 2006) . .
  3. ^ Articol din F-16.net despre varianta SFW .
  4. ^ NASA. „Fișă tehnică Dryden - X-29” .
  5. ^ http://www.airplane.cz/parrot.htm Site-ul CZAW.

Bibliografie

  • ( EN ) Braybrook, Ray. „Forward Sweep Sa întors”. Air International, februarie 1998, 119-123.
  • ( EN ) Wallace, Lane. Zboruri de descoperire: 50 de ani la NASA Dryden Flight Research Center. Administrația Națională pentru Aeronautică și Spațiu, NASA SP-4309, 1996.
  • (EN) Miller, Jay. Avioanele X: X-1 până la X-45. Hinckley, Anglia: Editura Midland, 2001.
  • ( EN ) Fișă informativă X-29. Administratia Natională a Aeronauticii si Spatiului. Dryden Flight Research Center, aprilie 1998. [1]

Elemente conexe

Alte proiecte

Adus de la „ https://it.wikipedia.org/w/index.php?title=Ala_a_freccia_negativa&oldid=119547674 ”