Зачем нужен излом накрыле самолета?

Зачем нужен излом накрыле самолета?

    Американский Vought F4U Corsair (1940). Один из самых характерных самолетов с перевернутым «чаячьим крылом». Такая совокупность разрешала пропеллеру не задевать почву при посадке и взлёте, и упрощала крепление крыла к фюзеляжу.

Секрет содержится в том, что совокупность типа «чаячье крыло» используют в разных целях, причем эти цели время от времени смогут кардинальным образом друг другу противоречить. Более того, далеко не всегда gull wing по большому счету делает какую-либо функцию. Его появлению содействовал прецедент, который связан с неточностью одного гениального инженера.

В первой половине 30-ых годов двадцатого века известный германский авиаконструктор Александр Липпиш спроектировал спортивный планер Fafnir. Липпиш разрабатывал машину для конкретных целей — демонстрации возможностей безмоторной авиации и установления рекордов. В собственном рвении к поиску революционного ответа инженер применил, кроме последовательности вторых занимательных находок, схему «чаячье крыло» с изломом, предполагая, что она увеличит стабильность полета при боковых кренах.

Он ошибался. Но нужно же такому произойти, что Fafnir вправду был весьма успешной конструкцией. Он победил последовательность воздушных соревнований, «прогремел» по всей Германии, установил всемирный рекорд высоты подъема для планера, совершил пара сверхдальних перелетов. Сам Липпиш придавал схеме gull wing громадное значение и полагал, что она сыграла большую роль в успехе планера.

Об этом же писали газеты — все-таки излом на крыле был самым заметным визуальным элементом «Фафнира». Планер Липпиша породил что-то наподобие моды на «чаячьи крылья»: большая часть планеров 1930-х годов применяла такую же схему.

Но совершённые большое количество позднее аэродинамические изучения продемонстрировали, что роль излома была мизерной, если не сообщить никакой. Липпиш в полной мере имел возможность спроектировать планер с простым крылом — и тот был бы не хуже. Последовавшие же за актуальной тенденцией компании столкнулись с рядом неприятностей: «чаячье крыло» было существенно сложнее и дороже в изготовлении, да и польз особенных не давало. Преимущества либо недочёты планеров создавались за счет вторых элементов.

Однако мысль взяла собственный продолжение, по причине того, что определенная функция у «чаячьего крыла» все-таки имелась.

В море и на суше

Современные изучения доказали: и излом крыла вверх (хорошее «чаячье крыло»), и обратный излом снижают аэродинамическое уровень качества летательного средства, другими словами отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению, и скороподъемность — скорость комплекта высоты в полете. В чем же обстоятельство его популярности в 1930-е годы и вплоть до конца 1950-х? Прежде всего — в эстетике. Планеры с изломанным крылом напоминали добропорядочных птиц, казались эффектнее, стремительнее, прекраснее.

Чистый дизайн, никакой функциональности. Но в случае если в планеризме «чаячье крыло» выяснилось не более чем игрушкой, то в самолетостроении мысль Липпиша отыскала очевидное функциональное назначение. И прежде всего — в гидросамолетах.

В 1930—1940-х гидроавиация развивалась ударными темпами. размеры самолётов и Мощность двигателей росли как на дрожжах. Оказались такие конструкции, как Boeing 314 (1938) — первый самолет, совершавший регулярные трансатлантические рейсы, либо Hughes H-4 Hercules (1947) — самый громадный самолет в мире, причем рекорд по размаху крыла он удерживает сейчас.

Все это были летающие лодки.

Рост мощности предъявлял определенные требования и к пропеллерам. В скоростных истребителях «трудилось» увеличение оборотов двигателя, но для довольно тихоходных гидросамолетов такая схема не доходила. Для действенной работы замечательного двигателя приходилось увеличивать диаметр винта.

Тут-то и появилось расхождение. С одной стороны, крыло должно было пребывать достаточно близко к воде, потому, что поплавок на через чур долгой опоре терял жесткость и мог подломиться при посадке. А при применении более массивной конструкции совокупность становилась тяжелее.

Но иначе, точки крепления двигателей должны были возвышаться над водной поверхностью для должного зазора между водой и лопастями пропеллеров. Изгиб разрешил решить эту проблему — двигатели устанавливались на верхней точке крыла, на самом изломе, а законцовки с поплавком «спускались» к воде. Первой лодкой, в конструкции которой употреблялся данный прием, стала Short R.24/31 Knuckleduster, английский плавающий моноплан 1933 года.

Из прекрасно известных русскому читателю амфибий с «чаячьим крылом» стоит упомянуть Бе-12, выстроенный в первой половине 60-ых годов двадцатого века ОКБ Бериева. Бе-12 был достаточно успешной моделью и эксплуатируется ВМС Украины и России сейчас; в документации он взял говорящее наименование «Чайка». Но, подобные крылья имел и его предшественник — амфибия Бе-6.

А вот в «сухопутных» самолетах «чаячье крыло» себя не оправдывало. Первой попыткой его применения был польский моноплан PZL P.1 совокупности Жигмонта Пилявского. Изгиб конструктор применял, дабы максимально поднять плоскость крыла над фюзеляжем, снабжая пилоту наилучший боковой обзор (в хороших монопланах того времени их крепления и крылья перекрывали б? льшую часть поля зрения пилота).

Совокупность Пилявского более либо менее прижилась а также взяла особенное наименование — «польское крыло». Потом оно употреблялось в советском истребителе 1938 года И-153 «Чайка» — как в противном случае имел возможность он именоваться?

    Германский планер DFS Kranich II (1935) Один из бессчётных «последователей» планера Fafnir, попытка придать летательному аппарату дополнительное изящество при помощи «чаячьего» излома.
    Коммунистический гидроплан БЕ-12 «Чайка» (1960) Одна из довольно поздних конструкций с «чаячьим крылом». Тут его целью было большое удаление двигателей от водной поверхности при посадке и взлёте.

PZL P.11 Польский моноплан PZL P.11 стал одним из немногих самолетов, не предназначенных для посадки на воду и наряду с этим оснащенных прямым «чаячьим крылом». Целью разработчика «польского крыла» Жигмонта Пилявского было обеспечение пилоту лучшего обзора.

Обратный излом

Итак, прямой излом (с острием угла, наблюдающим вверх) на аэродинамику воздействовал очень плохо, но разрешал решить другие конструктивные задачи и повысить эстетические особенности самолета. А вдруг «сломать» крыло в другом направлении? Как ни необычно, подобная система («обратная чайка») на земле решала ровно ту же задачу, что прямой излом — на воде.

В отличие от гидропланов, простые самолеты имели один центрально расположенный двигатель и пропеллер. Зазор между землёй и лопастями при посадке и взлёте тут играется еще б? льшую роль, нежели у амфибий. Соответственно, расширить данный зазор возможно, расположив стойки шасси на самых нижних точках крыльев и так максимально увеличив дорожный просвет самолета.

Само собой разумеется, возможно удлинять и сами стойки — но наряду с этим, как говорилось выше, понижается их жесткость и растет масса. Схему «обратной чайки» применял, к примеру, американский истребитель Vought F4U Corsair — он имел самый большой из всех американских самолетов для того чтобы класса диаметр пропеллера и наряду с этим весьма маленькие, твёрдые стойки шасси, укрепленные именно в точке излома крыла, на стыке корневого и концевого участков.

Среди вторых самолетов того времени с «обратной чайкой» были германские — Junkers Ju 87 — и японские, в частности Mitsubishi A5M, предшественник легендарного «Зеро». Примечательно, что крыло с изломом в их конструкции давало и еще одно преимущество: крепление основания крыла к округлому фюзеляжу производилось под прямым углом, что упрощало конструкцию и делало ее прочнее. У «Юнкерса» увеличенная так посадка разрешала кроме этого разместить под корпусом больший запас бомб.

Необходимо ли это на данный момент?

Все задачи, каковые имело возможность решить «чаячье крыло», в далеком прошлом отошли в прошлое. Изменилось все — самолеты, двигатели, пропеллеры. Совсем в противном случае выглядят гидросамолёты и современные бомбардировщики, никто не заблуждается довольно аэродинамических преимуществ излома на крыле — от прежней славы осталась лишь эстетическая составляющая.

Несложнее говоря, сейчас gull wing имеет суть лишь в плане дизайна.

Строят ли сейчас самолеты с аналогичной схемой? Самолеты — нет, а вот планеры время от времени видятся. Кроме этого gull wing обширно употребляется в авиамодельном мастерстве благодаря эстетической составляющей. Все-таки красоту не отберешь, каким бы вызывающим большие сомнения ни было функциональное назначение.

Чайка красива, не правда ли?

    Легендарный Junkers Ju 87 (1935) Довольно ранняя попытка применять инвертированное «чаячье крыло» в армейском самолете. Шасси «Юнкерса» было фиксированным и не убиралось, что еще больше подчеркивало излом на крыле.

Преимущества «чаячьего крыла»

+ улучшение «расстояния и» дорожного просвета между землёй и лопастями пропеллеров при посадке без утяжеления и удлинения стоек шасси;

+ более надежное крепление корневого участка крыла к фюзеляжу;

+ улучшение бокового обзора из кабины пилота (в хороших монопланах);

+ эстетические качества, в частности визуальное повышение размаха крыла.

Недочёты «чаячьего крыла»

— усложнение конструкции крыла;

— понижение аэродинамических качеств летательного аппарата;

— понижение скороподъемности самолета.

Первое «чаячье крыло»

    RRG Fafnir Один из первых полетов RRG Fafnir (1930) — планера, задавшего новый «тренд» с изломом крыла. Его создатель, Александр Липпиш, полагал, что излом разрешит улучшить аэродинамические качества конструкции.

Планер Fafnir был не первым летательным аппаратом с «чаячьим крылом». Он дал данной схеме жизнь, сделав ее более либо менее популярной, но придумал излом вовсе не Александр Липпиш. За девять лет до того второй германский авиаконструктор, Фридрих Венк, основал компанию Weltensegler G.m.b.H., первым и единственным детищем которой стал одноименный глайдер.

Венк проектировал его специально для соревнований Wasserkuppe в Рёне — в то время это был единственный большой технический фестиваль для того чтобы замысла в Германии. Как раз рёнские гонки победит Fafnir Липпиша спустя девять лет — но тогда, в 1921-м, Липпиш был не более чем рядовым инженером в компании Венка. Крыло Weltensegler было поделено изломом приблизительно на две трети длины, угол составлял 10 градусов.

Венк полагал, что форма, имитирующая птичье крыло, будет содействовать длительности планирования, но он ошибался, как впоследствии и его ученик. История планера закончилась трагически: пилот Вилли Лойш не удержал машину при повороте и разбился о почву, упав с 80-метровой высоты. А Александр Липпиш принял уникальное ответ Венка к сведению.

И чайка, и не чайка

    Beck-Mahoney Sorceress

Занимательным примером «чаячьего крыла» был спортивный биплан Beck-Mahoney Sorceress, выстроенный в первой половине 70-ых годов XX века. Его спроектировали сын и отец, Ли и Сэлдон Мэхони, специально для авиагонок, и он идеально вписывался в правила, созданные для класса бипланов в 1965 году. Переднее крыло Sorceress было смещено в переднюю часть фюзеляжа и очень сильно опущено вниз — так, что шасси фактически не имели отдельных стоек, а крепились прямо к крылу.

Чтобы подвесить такое крыло к фюзеляжу, конструкторы и применили «обратную чайку», в противном случае самолет появился через чур низким и «черпал» пропеллером почву при посадке и взлёте. Верхнее крыло было простым. В первом же собственном соревновании 1970 года биплан разогнался до 245 км/ч и победил (вне зачета) гонку Biplane Consolation.

В первой половине 70-ых годов двадцатого века пилот Дон Бек на Sorceress победил респектабельное соревнование Biplane Gold в Рено с таким отрывом от преследователей, что остальные конструкторы и пилоты подали официальный протест против участия необыкновенной автомобили в гонках под предлогом несоответствия правилам. Всего Дон Бек побеждал гонку в Рено четырежды, установив последовательность рекордов. Его Sorceress стал первым пропеллерным бипланом, преодолевшим планку в 200 миль/ч (320 км/ч).

В первой половине 80-ых годов XX века биплан отправился в космонавтики и Национальный музей авиации в Вашингтоне.

Статья «Металлическая чайка» размещена в издании «Популярная механика» (№152, июнь 2015).

<

h4>

Что находится под крыльями самолета?

Статьи, которые будут Вам интересны: