Эллиптикалық қанат - Elliptical wing

The Supermarine Spitfire модификацияланған эллиптикалық қанатты қолданады.

Ан эллиптикалық қанат Бұл қанат планформасы оның алдыңғы және артқы шеттері әрқайсысының екі сегментіне жуықтайды эллипс. Мұны шатастыруға болмайды сақиналы қанаттар, ол эллипс тәрізді болуы мүмкін.

Салыстырмалы түрде аз ұшақ эллипсикалық қанатты қабылдады, олардың саны одан да аз болды жаппай өндіріс; бұл мүмкіндікті пайдаланған көптеген ұшақтар 1930-1940 жылдары енгізілген. Мүмкін, эллиптикалық қанатты көрсететін ең әйгілі ұшақ - бұл Supermarine Spitfire, а Екінші дүниежүзілік соғыс -era британдық жойғыш ұшақ. Тағы бір маңызды қосымша болды 70. Химия «Блиц», неміс оразасы пошта ұшағы және барлау бомбалаушы; ерте нұсқалары Ол 111 бомбардировщик сонымен қатар экономикалық себептермен қарапайым дизайн қабылданғанға дейін осындай қанат конфигурациясын қолданған.

Қасиеттері

Теориялық тұрғыдан лифт жасаудың ең тиімді әдісі - оны қанат бойынша эллипс тәрізді үлестіру кезінде құру.[1] Таза эллиптикалық пішіндерге тән артықшылық жоқ, ал басқа планформалары бар қанаттарды оңтайландырып, эллиптикалық лифт үлестірулерін беруге болады.

Негізгі эллиптикалық қанат формасының кемшіліктері де бар:

  • Бірыңғай форма көтеру Тұрақты аэрофольды секцияның эллиптикалық қанаттың таралуы қанаттың барлық аралықтарын тудыруы мүмкін дүңгіршек бір мезгілде, ықтимал, ескерту аз болса, бақылауды жоғалту. Тоқтау сипаттамаларын жақсарту және ұшқышқа ескерту беру үшін дизайнерлер біркелкі емес аэрофолканы қолданады. Мысалы, Supermarine Spitfire екеуі де ұштарға қарай жіңішкеріп, беру үшін бұралған жуу, ұштардағы жүктемені алдымен ішкі қанат тоқтап қалуы үшін азайтады.[2][3] Мұндай ымыралар эллиптикалық лифтінің теориялық таралуынан кетіп, индукцияны күшейтеді. Эллиптикалық лифт үлестіріміне эллиптикалық планформасы бар бұралмаған қанат қол жеткізе алмайды, өйткені лифт үлестірімінде қанат ұштарының жанында маңызды болатын логарифмдік термин бар. [4]
  • Эллиптикалық қанат пішіндерін жасау қиынырақ.[5] Онда не алдыңғы жиек, не артқы жиек немесе екеуі де қисық болады, ал қабырға қанаттар бойымен біркелкі емес өзгереді. Іс жүзінде эллиптикалық қанаттардың көпшілігі жуықтамалар болып табылады, мысалы, Spitfire жетекші және артқы шеттерінің бірнеше бөліктері шеңбер доғалары болып табылады.

Жартылай эллипстік қанат

Қанаттың эллипс аймағының таралуы үшін жетекші және артқы шеттердің де эллипс пішінді болуы қажет емес. Егер бұлардың бірі түзу болса, жартылай эллипстік планформадағыдай, қанатта эллипс аймағының таралуы сақталады. Осы типтегі бірнеше ұшақ шығарылды, олардың бірі - американдықтар Северский П-35.

Кезінде соғыстан кейінгі дәуірінде жартылай эллиптикалық қанат профилі оған кең зерттелген жер әсері қасиеттері; бұл су астындағы жоғары жылдамдықты көліктер үшін қолайлы болады деген болжам жасалды. Теориялық тұрғыдан алғанда, жартылай эллиптикалық қанат шығаратын индукцияның төмен деңгейі осындай жағдайда жұмыс жасау үшін өте тиімді болады.[6]

Тарих

Британдық теоретик Фредерик Ланчестер, эллиптикалық қанат туралы егжей-тегжейлі жазған алғашқы тұлға 1907 ж.[7] Бұл ерте басталғанына қарамастан, эллиптикалық қанат әуелі ұшақтың аэродинамикалық қасиеттері мен оның басқа дизайн аспектілері арасындағы ымыраға келудің қажеттілігіне байланысты практикалық қолданудан гөрі теориялық тұжырымдама ретінде қарастырылды. Осылайша, платформаны тәжірибе жүзінде қолданғанға дейін біраз уақыт өткен болар еді.[7]

70. Химия үш көріністі сурет

Эллиптикалық қанатты қолданған алғашқы ұшақ - бұл Bäumer Sausewind, оны жасаған немістің жеңіл спорттық ұшағы алғашқы ұшу 1925 жылы 26 мамырда. Оның дизайнерлері, ағайынды Гюнтерлер кейіннен неміс авиация өндірушісіне қосылады Гейнкель және эллиптикалық қанатты қоса алғанда, олардың дизайнын фирма қабылдаған бірнеше түрлі жобаларға қолданыңыз.[8] 1930 жылдардың басында Гейнкель жылдам дамыды пошта ұшағы және барлау бомбалаушы, 70. Химия Эллиптикалық қанатты бейнелейтін «Блиц». Оның жылдамдығы 377 км / сағ (222 миль) жылдамдыққа жетіп, қашықтықтағы жылдамдыққа қатысты сегіз жеке әлемдік рекордтар орнатып, дәуір үшін керемет өнімділікке ие болды.[9]

Осыдан кейін көп ұзамай Гейнкель дамыды Ол 111 1935 жылдың 24 ақпанында алғашқы ұшуын жасаған бомбалаушы. Алдыңғы Ол 70-ке қарағанда, ол әуелі азаматтық маскировка жасаған үлкенірек ұшақ болды. лайнер босануды қамтамасыз ету үшін тұжырымдамадан бастап жасалғанына қарамастан Люфтваффе оразамен орташа бомбалаушы; бұл алдау Германиядан кейінгі шектеулерге байланысты болды Бірінші дүниежүзілік соғыс бомбалаушы ұшақтарды жасауға немесе орналастыруға тыйым салған.[8] Дейін және кезінде өте көп шығарылған түріне қарамастан Екінші дүниежүзілік соғыс, тек He 111-дің алғашқы модельдері эллиптикалық қанатпен жабдықталған.[10] He 111-дің эллипстік қанатын түзу біреудің пайдасына түсірудің басты себебі жетекші және артқы жиектер экономикалық болды, соңғы дизайны үлкен тиімділікпен шығарылуы мүмкін.[11]

Мүмкін, эллиптикалық қанатпен ең көп кездесетін әуе компаниясы британдық өндіруші болған шығар Супермарин. 1920 жылдардың басында компанияның бас дизайнері, Реджинальд Митчелл, дамыған болатын Supermarine S.4, британдық эллиптикалық қанат жарысы теңіз ұшағы; ол өзінің алғашқы ұшуын 1924 жылы жасады. S.4-тің тікелей ізбасарлары басқа қанат дизайнерлерімен ерекшеленсе, Митчелл платформаның жақтаушысы болып қала берді.[12] 1934 жылға қарай Митчелл және оның дизайнерлік құрамы жаңа әскери ұшақты жобалаумен айналысқан Корольдік әуе күштері. Олар қарама-қайшы екі талапты шешу үшін жартылай эллипс тәрізді қанат пішінін қолдануды ұйғарды; көп жасауды болдырмау үшін қанатты жұқа етіп жасау керек болды сүйреу, бірақ ол тартылатын подкладка, қару-жарақ пен оқ-дәрілерді орналастыру үшін жеткілікті қалың болуы керек еді. Эллиптикалық планформ - бұралмаған қанат үшін ең тиімді аэродинамикалық форма, бұл ең төменгі мөлшерге алып келеді сүйреу. Эллипс қысым центрі кварталда пайда болатындай етіп қисайған.аккорд негізгі шпатпен тураланған, қанаттардың бұрылуына жол бермейтін позиция. Spitfire 1936 жылы 5 наурызда өзінің алғашқы ұшуын жасады.[12]

Эллиптикалық қанат ертерек шешілді. Аэродинамикалық тұрғыдан бұл біздің мақсатымыз үшін ең жақсы болды, өйткені көтергіштің пайда болуына әсер еткен индукция бұл пішінді қолданған кезде ең аз болды: эллипс ... теориялық тұрғыдан жетілдірілді ... Төмендету үшін біз ең төменгі қалыңдықты-аккордты қалаймыз , қажетті күшке сәйкес келеді. Бірақ тамырдың жанында қанат тартылған поддержкалар мен мылтықтарды сыйғызатындай қалың болуы керек еді ... Митчелл өте практикалық адам болды ... Эллипс - бұл жай ғана пішін, ол бізге ішіндегі бөлмесі бар ең жіңішке қанатты, оны алып жүруге мүмкіндік берді. қажетті құрылым және біз алғымыз келетін заттар. Бұл өте жақсы көрінді.

Беверли Шенстоун[13]

Митчеллді кейде Гейнкельдің He 70-тің қанатының пішінін көшірді деп айыптайды. Олардың арасындағы байланыс Эрнест Хайнкель және Мишель 1930 жылдары Митчеллдің Ол 70 және оның орындалуы туралы хабардарлығын орнатады.[7] Алайда, Беверли Шенстоун, аэродинамик Митчеллдің командасында: «Біздің қанатымыз әлдеқайда жұқа болды және Гейнкельдікіне қарағанда мүлдем өзгеше болды. Қалай болғанда да, ұшақтан қанат пішінін толығымен жасалған көшірме жасау қиынға соғуы мүмкін еді. әр түрлі мақсат ».[14]

Барлығы дерлік Республика П-47 найзағайлары, an Американдық эллипсикалық қанаттармен жабдықталған истребительдер; тек өндірістің соңғы модельдері әртүрлі, олардың орнына квадраттық ұштармен ерекшеленеді, төменгі биіктіктегі Spitfire нұсқаларына ұқсас.[7] The Aichi D3A, басқаратын жапондық сүңгуір бомбалаушы Жапон империясының әскери-теңіз күштері, сонымен қатар, ол He 70-тің қанатымен айтарлықтай ұқсастығы бар эллиптикалық қанатты қолданды.[15] The Mitsubishi A5M истребитель эллиптикалық қанаттың дизайнын қолданды.[16] Басқа бірнеше типтер эллиптикалықтан аз ерекшеленетін планформаларға ие болды. The Hawker Tempest II кейінірек дамыған истребительдік ұшақтар Hawker Fury және Hawker Sea Fury, сонымен қатар, элиптикалықке жақын қанат жоспарын қолданды, бірақ оның ұштары квадрат түрінде орналасқан.[17][18]

2009 жылдан бастап британдық авиация компаниясы Swift Aircraft екі орындықты дамытқаны туралы хабарланды Өте жеңіл ұшақ, Жеңіл спорттық авиация және CS-23 санаты Ұшақтар, Swift Aircraft Swift, ол эллиптикалық қанаттармен ерекшеленеді.[19]

Әдебиеттер тізімі

Дәйексөздер

  1. ^ Clancy 1975, 5.17, 5.25 және 8.14 бөлімдері.
  2. ^ «Spitfire» «, Ұшақ белгішелері № 14, Келси, 2013, б. 33.
  3. ^ Смит, Дж. «Спитфайр мен теңіз отын дамыту». Корольдік аэронавигациялық қоғамның журналы, 1947, б. 343.
  4. ^ Джордан, П.Ф. «Параболикалық кеңестермен қанаттарды көтеру туралы». ZAMM, 54, 1974. 463-477 беттер.
  5. ^ Кнауф, Томас (24 қазан 2012). Планермен ұшу туралы анықтама. BookBaby. ISBN  978-1-62488-139-8.
  6. ^ Мамада, Хироси; Андо, Шигенори (мамыр 1974). «Жерге әсер ететін жартылай эллиптикалық қанаттың индукцияланған минимумы». Ұшақ журналы. 11 (5): 257–258. дои:10.2514/3.59236.
  7. ^ а б c г. Гаррисон, Питер (ақпан 2019). «Мінсіз ұшақтың қанаты». «Эйр және ғарыш» журналы.
  8. ^ а б Маккей 2003, б. 7.
  9. ^ Дональд 1999, б. 494.
  10. ^ Маккей 2003, б. 9.
  11. ^ Regnat 2004 б. 31.
  12. ^ а б Ethel 1997, б. 12.
  13. ^ Бағасы 2002, 17–18 б.
  14. ^ Бағасы 1977, 33-34 бет.
  15. ^ Франциллон 1979, 272–273 бб.
  16. ^ Жасыл және Суонборо 1982, б. 28.
  17. ^ Томас пен Шорес 1988, б. 105.
  18. ^ Мейсон 1967, б. 3.
  19. ^ Джексон, Пол (2011). Джейннің бүкіл әлемдегі ұшақтары 2011-12. Кулсон, Суррей: IHS Джейндікі. б. 596. ISBN  978-0-7106-2955-5.

Библиография

  • Клэнси, Л. Дж. Аэродинамика. Pitman Publishing Limited, Лондон. 1975. ISBN  0-273-01120-0.
  • Дональд, Дэвид, ред. (1999). Азаматтық авиация энциклопедиясы (суретті, қайта өңделген). Лондон: Аурум. ISBN  1-85410-642-2.CS1 maint: ref = harv (сілтеме)
  • Этелл, Джеффри Л. және Стив Пейс. Spitfire. Сент-Пол, Миннесота: Motorbooks International, 1997 ж. ISBN  0-7603-0300-2.
  • Франциллон, Рене Дж. Тынық мұхиты соғысындағы жапондық ұшақ. Лондон: Putnam & Company Ltd., 1970 (2-шығарылым 1979). ISBN  0-370-30251-6.
  • Глэнси, Джонатан. Spitfire: Суретті өмірбаян. Лондон: Атлантикалық кітаптар, 2006 ж. ISBN  978-1-84354-528-6.
  • Жасыл, Уильям; Суонборо, Гордон (1982 ж. Тамыз - қараша). «Нөлдік прекурсор ... Mitsubishi's A5M». Әуесқой әуесқой. № 19. 26-43 бет.
  • Мейсон, Фрэнсис К. Hawker Tempest I-IV (Профиль нөміріндегі 197). Стерхедхед, Суррей, Ұлыбритания: Профильді жарияланымдар Ltd., 1967
  • Маккормик, Барнс В. Аэродинамика, аэронавтика және ұшу механикасы. Джон Вили және ұлдары, Нью-Йорк, 1979 ж. ISBN  0-471-03032-5. 135-139 бет.
  • Милн-Томсон, Л.М. Теориялық аэродинамика, 4-ші басылым, Dover Publications Inc, Нью-Йорк, 1966/1973. ISBN  0-486-61980-X. 208–209 бет.
  • Бағасы, Альфред. Spitfire Story: қайта қаралған екінші басылым. Эндерби, Лестер, Ұлыбритания: Siverdale Books, 2002. ISBN  978-1-84425-819-2.
  • Регнат, Карл-Хайнц (2004), Қара крест 4-том: Heinkel He 111, Хершем, Суррей, Ұлыбритания: Midland Publishers, ISBN  978-1-85780-184-2
  • Томас, Крис және Кристофер Шорз. Тайфун мен дауыл оқиғасы. Лондон: Arms and Armor Press, 1988 ж. ISBN  978-0-85368-878-5.

Сыртқы сілтемелер