Was sind die Vorteile eines vorwärts gefegten Flügels gegenüber einem rückwärts gefegten Flügel?
Bildnachweis: NASA
Bildnachweis: Paul Maritz / Wikimedia
Was sind die Vorteile eines vorwärts gefegten Flügels gegenüber einem rückwärts gefegten Flügel?
Bildnachweis: NASA
Bildnachweis: Paul Maritz / Wikimedia
Es wurden nur wenige Flugzeuge mit nach vorne gekehrten Flügeln gebaut. Am bemerkenswertesten war der X-29, den Sie oben abgebildet haben. Russland / UdSSR bauten 1997 eine weitere, die Sukhoi Su-47. Einer der größten Ansprüche hinsichtlich der Überlegenheit oder des Vorteils eines nach vorne gekehrten Flügels war die erhöhte Manövrierfähigkeit. Im Fall der X-29 ist jedoch, wie in der Bewertung der Flugqualitäten des X-29A-Forschungsflugzeugs angegeben,
die Instabilität der Flugzeugzelle mit hoher Steigung führte zu breiten Vorhersagen extremer Manövrierfähigkeit. Diese Wahrnehmung hat sich in den Jahren nach dem Ende der Flugtests bewährt. Luftwaffentests haben diese Erwartung nicht bestätigt. Damit das Flugsteuerungssystem das gesamte System stabil hält, musste die Fähigkeit, ein Manöver leicht einzuleiten, moderiert werden. Dies wurde in das Flugsteuerungssystem programmiert, um die Fähigkeit zu bewahren, die Nickrotation zu stoppen und zu verhindern, dass das Flugzeug außer Kontrolle gerät. Infolgedessen konnte das gesamte geflogene System (auch mit dem Flugsteuerungssystem in der Schleife) nicht als besonders beweglich charakterisiert werden. Es wurde der Schluss gezogen, dass die X-29 eine höhere Beweglichkeit hätte haben können, wenn sie schnellere Steuerflächenaktuatoren und / oder größere Steuerflächen gehabt hätte.
Die Su-47 war in der Tat ein sehr wendiges Flugzeug, das fähig war Mit 9 Gs war sein unmittelbarer Vorgänger, der Sukhoi Su-37, jedoch in der Lage, 10 Gs zu ziehen. Es ist also nicht klar, ob ein nach vorne gekehrter Flügel einen wirklich positiven Einfluss auf die Manövrierfähigkeit hat.
Die Stall-Eigenschaften sind jedoch sehr unterschiedlich. Luft neigt dazu, sich zum hintersten Ende des Flügels zu bewegen. Bei einer Standardkonfiguration (Heckflügel) bewegt sich dieser natürlich von der Flügelwurzel zur Flügelspitze. Bei einem nach vorne gekehrten Flügel bewegt sich dieser jedoch von der Flügelspitze zur Flügelwurzel.
Infolgedessen wird der gefährliche Zustand des Spitzenstillstands eines rückwärts gewobbelten Designs zu einem sichereren und kontrollierbareren Wurzelstillstand bei einem vorwärts gewobbelten Design. Dies ermöglicht eine vollständige Querrudersteuerung trotz Hubverlust und bedeutet auch, dass keine schleppinduzierenden Vorderkantenschlitze oder andere Vorrichtungen erforderlich sind. Wenn die Luft nach innen strömt, werden die Flügelspitzenwirbel und der damit verbundene Luftwiderstand verringert. Stattdessen wirkt der Rumpf als sehr großer Flügelzaun. Da die Flügel an der Wurzel im Allgemeinen größer sind, verbessert dies den Auftrieb und ermöglicht einen kleineren Flügel. Dadurch wird die Manövrierfähigkeit insbesondere bei hohen Anstellwinkeln verbessert. Bei transsonischen Geschwindigkeiten bilden sich Stoßwellen zuerst an der Wurzel und nicht an der Spitze, was wiederum dazu beiträgt, eine effektive Querruderkontrolle zu gewährleisten.
Aufgrund der Fähigkeit des X-29, die Spitzen seiner Spitze zu haben Die Flügel biegen sich nach unten , wenn der X-29 bei hohen Anstellwinkeln bei einem Anstellwinkel von 67 Grad steuerbar blieb. Dank moderner Fortschritte in der Schubvektorisierung kann der F-22 Raptor jedoch einen Anstellwinkel von über 60 Grad aufrechterhalten
Mit inhärenter Instabilität und Problemen mit zusätzlichen Belastungen Es ist unwahrscheinlich, dass wir in naher Zukunft Kampfflugzeuge mit vorwärts gefegten Flügeln sehen werden. Andere Technologien haben eine ähnliche oder verbesserte Leistung ermöglicht, ohne dass neuartige Konzepte erforderlich sind.Vorteile:
Sie sind jedoch direkt mit diesen Nachteilen verbunden:
Diese beiden Nachteile überwiegen leicht die Vorteile für die meisten Konstruktionen. Das erste vorwärts gekehrte Design, der Junkers 287, benötigte einen massiven, geschmiedeten Flügeldurchgang für Steifheit. Das Handling war großartig, aber die Leistung war insgesamt schlecht.
Ju-287 mit getufteten Flügeln und Raketen unter den Flügeltriebwerken. Das Stativ vor der Vertikalen hält eine verkleidete Kamera zur Beobachtung der Büschel während des Fluges. (Bild Quelle) sub>
In Kombination mit einem T-Heck stellt die hintere Position der Wurzel eines nach vorne gekehrten Flügels sicher, dass sich das Heck im Kielwasser befindet der Flügelwurzel in einem hohen Anstellwinkel, was zu einem tiefen Stall führen kann.
Die besten nach vorne gekehrten Flügel sind in der Natur zu finden: Vögel fegen ihren Flügel Tipps nach vorne, wenn sie sich erheben und viel Auftrieb schaffen wollen. Insbesondere für kurze Landungen ist der nach vorne gekehrte Flügel ideal, wenn sich die Beine zum Zeitpunkt des Flügelstillstands auf dem Boden befinden.
Für eine Lehrbuchübersicht: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html
Beachten Sie, dass der Hansa Jet tatsächlich ein Produktionsflugzeug war Mit dem vorwärts gefegten Flügel und 2 Segelflugzeugtypen, die ich regelmäßig flog, hatten auch vorwärts gefegte Flügel (aus Sichtgründen: Schleicher Ka7 und Ka13).
R.
Auch Zlin 142 hat einen nach vorne gekehrten Flügel.
Nicht aus aerodynamischen Gründen, sondern um die Piloten im Schwerpunkt und den Holm dahinter zu platzieren.
Blanik L-13 und Scheibe Bergfalke Segelflugzeuge hatten nach vorne geschwungene Flügel. Es scheint hilfreich zu sein, die Freiheit bei der Einstellung des Schwerpunkts in Bezug auf das Druckzentrum und die Platzierung der Piloten zu erhöhen. Die Vorteile von vorwärts gefegten Flügeln können hauptsächlich im niedrigen Geschwindigkeitsbereich, beim Start und bei der Landung liegen. Ich bin mir nicht sicher, ob Ju-287 ein Fehler ist. Es gibt Berichte, dass es in sowjetischen Händen 1'000 km / h erreicht hat, gut für einen Bomber, aber die Entwicklung des Konzepts wurde eingestellt, sie haben möglicherweise einige schwere Probleme festgestellt. Ein schwanzloses US-Flugzeug der späten 40er Jahre nutzte diese Anordnung, NASA / NACA, Cranfield Repository hat Dokumente darüber, auch YouTube-Videos existieren