flyman Админ. спросил 5 лет назад
Крылья дельты чаще всего видны на военных самолетах. Я понимаю, что крылья delta идеально подходят для сверхзвукового полета и обеспечивают высокую маневренность.
Высокая маневренность и скорость являются хорошими характеристиками для коммерческих авиалайнеров. Но, большинство коммерческих авиалайнеров не используют delta wings (за исключением Concorde и Ту-144).
- Есть ли для этого какие-то конкретные причины?
- Существуют ли какие-либо правила, которые препятствуют использованию delta wings в коммерческих авиалайнерах?
- Стоит ли это больше в обслуживании?
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Там есть нить airliners.net примерно на ту же тему.
Одним из наиболее заметных и полезных аспектов Дельта — крыла является тот факт, что оно увеличивает критическое число Маха самолета (скорость, с которой некоторый воздух, проходящий над любой частью самолета, обычно крылом, достигает Маха 1.0).
Увеличивая критическое число Маха, это делает сверхзвуковой полет намного более выполнимым на крыльях дельты, чем на обычных крыльях.
Дельта крылья особенно счастливы даже при высоком AoA (угол атаки). Это связано с реактивной подъемной силой, создаваемой крылом, и вихрем, создаваемым на передней кромке крыла. Следовательно, самолеты с крыльями delta имеют гораздо более высокий допуск к остановке. Это делает его более легким достигнуть более высокой вертикальной скорости, также известной как «тариф подъема» безопасно.
Но с другой стороны:
Одним из недостатков дельт является то, что они создают большее сопротивление из-за большей площади поверхности, но у них есть больший внутренний объем (например, для топлива), который может привести к меньшему фюзеляжу или большему пространству в фюзеляже для других вещей. Другим недостатком является более высокая скорость посадки и взлета.
Последнее особенно важно. Уже небольшое количество используемых аэропортов Concorde было уменьшено, потому что взлетно-посадочные полосы должны были быть достаточно длинными, чтобы приспособиться к 160 скоростям посадки KIAS (для сравнения, типичные основанные на турбовентиляторе авиалайнеры приземляются в 130-140 KIAS).
В результате более высоких скоростей взлета/посадки стоимость обслуживания жизненно важных компонентов, таких как тормоза и шины, выше. Более того, высокие посадочные скорости могут даже привести к большей нагрузке на планер. Так, косвенно крылья перепада вносят вклад в более высокую цену обслуживания.
Другие недостатки Delta wings, о которых я могу думать, — это отсутствие системы закрылков/ламелей. Крылья дельты не требуют закрылков, поскольку они могут просто уменьшить свою скорость полета, увеличив AoA, но отсутствие закрылков уменьшает их дозвуковую эффективность и увеличивает расстояние взлета и скорость взлета. Например, Дельта-крылья Concorde производили очень небольшой подъем во время взлета перед вращением, требуя высоких скоростей взлета почти 220 узлов !
Как ответ на ваш второй вопрос, я не смог найти ничего о правилах, касающихся использования delta wings на авиалайнерах.
В целом, крылья delta хорошо работают для нишевых целей, таких как сверхзвуковые самолеты, но их недостатки и плохая эксплуатационная экономика делают их непрактичными для дозвукового полета.
Однако, как вы можете видеть здесь, теперь сломанный звуковой крейсер Boeing попытался сделать лучшее из обоих миров, объединив обычное крыло с Дельта-крылом, чтобы сформировать широкую конструкцию крыла «коленчатая Дельта».
flymanНесколько хороших моментов, но ваше утверждение, что высокий угол атаки позволяет более высокую скорость подъема, неверно. Более высокая скорость подъема достигается при большей мощности двигателя.
Хм, спасибо за комментарий. Я хотел сказать, что крылья delta менее склонны к остановке, чем обычные крылья, и, следовательно, возможны высокие AoA; я сделаю необходимое редактирование, чтобы сделать его более ясным.
Ну, не совсем. Да, они остановятся на более высоком AoA,но остановятся они. И если у них есть прямой передний край (в отличие от коленчатого с меньшим размахом за бортом), они будут производить сильный момент подачи вокруг и за стойлом, что делает восстановление очень трудным.
@shortstheory что мешает дизайнерам давать Дельта крылья закрылки и планки? Современные истребители Дельта-крыла IIRC (я думаю, особенно летающие по проводам), такие как Mirage 2000, и более новые модели имеют планки и флапероны. Мои знания очень ограничены, но помните, где-то читали, что подъемный слух помогает уменьшить скорость посадки и взлета Дельта-крыльев.
@markvgti, извините, я не уточнил немного больше. Действительно, многие самолеты на основе Дельта-крыла имеют закрылки и предкрылки, но оригинальный Concorde этого не сделал (IIRC, никогда не выпускаемая модель Concorde B, имела систему закрылков/предкрылков). Большинство самолетов с крыльями delta не нуждаются в закрылках / планках, поэтому я полагаю, что инженеры не устанавливают его из-за проблем с весом.
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Вообще, иметь как можно меньше стреловидности самый лучший путь достигнуть высокого подъема на низком сопротивлении. Кроме того, независимо от скорости полета, дозвуковой передний край дает лучшее соотношение подъем/сопротивление. Если стреловидность передней кромки выше, чем угол конуса Маха в сверхзвуковом потоке, поток вокруг передней кромки по-прежнему подобен дозвуковому потоку, и это создает всасывание, тем самым уменьшая сопротивление давлению. Если крейсерская скорость равна Mach 2, развертка должна быть больше 60 градусов, и с этой разверткой лифт на низкой скорости пострадает. Подъемник опускается с Косинусом угла стреловидности под тем же углом атаки.
Кроме того, при большом угле атаки большой угол стреловидности создает вихрь на верхней поверхности, который уменьшает давление (= увеличивает подъем) и предотвращает разделение потока (= позволяет увеличить угол атаки). Наличие большего количества аккордов внутри помогает лучше использовать этот лифт и дает вам больше места для лонжерона крыла и топлива, даже с низкой относительной толщиной, которую требует сверхзвуковой поток.
Дозвуковому крылу авиалайнера нужна только умеренная стреловидность, чтобы уменьшить эффекты Маха даже при относительно толстых аэродинамических профилях (14% t/c против 4% до 6% для сверхзвуковых аэродинамических профилей), что дает вам много внутреннего объема для топлива, лонжерона крыла и устройств высокой подъемной силы. Переход на Дельта-крыло поможет с чувствительностью к порывам ветра в полете на низком уровне (поэтому вы вообще видите Дельта-крылья на дозвуковом самолете), но это увеличит площадь поверхности и, следовательно, сопротивление трения.
FAR часть 25 будет соответствующим регламентом, и он (к счастью) оставляет его заявителю, как достигается соответствие. Причина, по которой вы не видите Дельта-крыла на дозвуковых авиалайнерах, чисто техническая.
Если взять все вместе, то умеренно стреловидное консольное крыло с высокоподъемными устройствами-лучший способ летать на Махе 0.8, а дельта-крыло-лучший для полета на Махе 2.
swept-back cantilever wing with high-lift devices is the best way to fly Mach 0.8 хм, ты имеешь в виду, что устройства есть, а не те, что используются для полета на 0,8 м, верно?
@Федерико: да, вам нужны только высокие подъемные устройства на низкой скорости, но их нужно носить с собой для полного полета. И их хранение нетривиально. Наличие относительно Толстого крыла очень помогает в этом. Крыло перепада имеет разъем прибора высок-подъема (высокая стреловидность ведущей кромки + высокая внутренняя хорда). Качающееся крыло объединяет оба, но добавляет много веса, уменьшая полезную нагрузку.
«Переход на Дельта-крыло поможет с чувствительностью к порывам ветра в полете на низком уровне», но как насчет микровзрывов/нисходящих потоков? Конечно, эти широкие крылья с большой площадью поверхности будут «поглощать» больше подветренной стороны и, таким образом, толкаться вниз? Это было бы плохо в любом месте, не говоря уже о низкоуровневом полете.
@DrZ214: Крылья не» поглощают » ветер. На Дельта-крыло меньше влияет изменение угла атаки, вызванное вертикальным изменением скорости ветра, чем на прямое крыло. Но реальная опасность при микровзрывах на низком уровне заключается в изменении горизонтальной скорости, и здесь оба типа крыла будут реагировать одинаково.
flyman Админ. ответил 5 лет назад
Основным конструктором крыла коммерческого авиалайнера является эффективность, а вторым-скорость. В то время как Дельта крылья хороши на высоких скоростях, они не очень эффективны. Кроме того, в то время как авиалайнер, безусловно, должен быть маневренным, им не нужно «делать рулон ствола» или делать повороты 9G легким истребителем.
Было отмечено, что крылья дельты имеют большую площадь поверхности. Это помогает распределить вес самолета больше, что приводит к низкой нагрузке на крыло . Это один из факторов более высокой маневренности Дельта-крыла. Сравните нагрузку крыла F-15 на 73,1 фунт / фут 2 с нагрузкой крыла 737-800 на 98,7 фунт / фут 2. Дельта-крыло позволяет F-15 иметь более низкую нагрузку на крыло и, следовательно, гораздо большую маневренность. Конструкция также сохраняет эту большую площадь крыла до низкого размаха крыла, что означает, что маневры с высокой гравитацией вызывают меньшую нагрузку на крыло. Авиалайнеры имеют много маневренности с их текущей конфигурацией.
Эта большая площадь и высокая скорость работы за счет эффективности. Коэффициент подъема к сопротивлению (L / D) F-15 вокруг 10, пока коммерчески двигатели получают над 16 (см. эту таблицу для некоторых примеров). Это показывает огромное преимущество, которое не-Дельта крыло имеет на дозвуковых скоростях. Современная аэродинамика позволила коммерческим авиалайнерам достичь высоких дозвуковых скоростей (0,8-0,9 Маха), оставаясь при этом очень эффективными. В то время как истребители используют дозаправку в воздухе, чтобы компенсировать сжигание большего количества топлива, это было бы немного нереально для коммерческих самолетов.
Низкая скорость работы также является фактором. Оба крыла могут использовать закрылки и предкрылки, но скорости посадки для истребителей, как правило, выше, чем коммерческих самолетов. Будучи лучше подходит для высокоскоростного полета, Дельта крылья менее эффективны на низких скоростях.
Что касается обслуживания, то различий меньше. Так как размах крыльев будет ниже, это создаст меньшую нагрузку на крылья. Уменьшение нагрузки смогло быть повернуто в преимущество обслуживания, но много больше факторов в определять расходы на техническое обслуживание.
Текс Джонсон не согласен с тем, что авиалайнеры не должны делать броски барреля.
@cpast ну его точка зрения заключается в том, что вы можете сделать это, и это впечатляет. Но вы можете продавать самолеты без него, и ответственным людям это не нравится (по какой-то причине). Кроме того, это изображение является одним из моих изображений на рабочем столе. : )
крылья delta не являются оптимальными для дозвуковых характеристик, и большинство коммерческих самолетов не нуждаются в удивительной маневренности
Наличие высокой маневренности не является хорошей характеристикой для коммерческого авиалайнера, так как маневренность и устойчивость являются конкурирующими интересами. Авиалайнеры хотят стабильности и не нуждаются в маневренности, поскольку они обычно не наклоняются более чем на несколько градусов и делают большие, мягкие, хорошо спланированные повороты.
Точно так же скорость не является важной характеристикой для коммерческого авиалайнера. Основное внимание уделяется эффективности . Сегодня авиалайнеры летают медленнее, чем десять или более лет назад. Но они более экономичны, а значит, стоят дешевле в эксплуатации и выгоднее.
@abelenky: скорость хорошая (в какой-то степени). Самолеты имеют оптимальную крейсерскую скорость, а крейсерская ниже этой неэффективна.
Крылья дельты обычно замечаются на авиалайнерах. Они выглядят вот так . 🙂