Преимущества схемы «летающего крыла» малого размаха

Использование «летающего крыла» малого размаха в качестве атмосферного спутника

Изучение проводились на ЛА, осуществленных по схеме «ЛК» малого размаха. Крыло ЛА наряду с этим осуществляет функции крыла, оперения и фюзеляжа ЛА, снабжая элементарную конструкцию. Удлинение крыла колеблется от 1 до 2,5, что достаточно для размещения в нем нужной нагрузки в отсутствии фюзеляжа. Конструкция кроме этого упрощается за счет «фасеточной» конфигурации – другими словами складывающейся из отдельных плоских панелей. Такая конструкция упрощает производство отдельных элементов ЛА, не смотря на то, что незначительно увеличивает сопротивление.

Анализ основывается на итогах, купленных при изучении ЛА Wainfan FMX-4 Facetmobile.

FMX-4 сделал первый полет в первой половине 90-ых годов двадцатого века и суммарно налетал около 130 часов. Сейчас входит перелет из Чино, шт. Калифорния в Ошкош, шт. Висконсин и обратно, программа опробований FMX-4 продемонстрировала, что конструкция имеет следующие преимущества при применении в качестве АC:

  • Элементарную конструкцию с малым числом элементов;
  • Конструкция возможно произведена из недорогих материалов;
  • Высокое значение нужной нагрузки;
  • Благоприятные летные характеристики;
  • Плавный режим сваливания;
  • Громадный диапазон эксплуатационных центровок;
  • Характеристики, сопоставимые с ЛА простой схемы.

Анализ изучил потенциал ЛА, осуществленного по схеме «ЛК» малого размаха, если сравнивать с изготовляемыми сейчас ЛА Cessna 152, Diamond DA-20, и Alarus СН-2000.

В отличие от FMX-4, конструкция которого реализована из алюминиевых труб, покрытых тканью, строение разбираемого ЛА, формируется из плоских композитных материалов, составляющих его конструкцию. Эта разработка обширно употребляется при производстве космических судов, а в авиации не отыскала широкого применения из-за сложных изогнутых форм авиационных конструкций. Фасеточная форма ЛА делает вероятным использование данной технологии.

Схема ЛК малого размаха весьма результативна с позиций обеспечения потребной прочности. Элементы конструкции испытывают минимальные напряжения, следовательно, конструкция получается более легкой, количество материалов для его изготовления будет. Во-вторых, понижается большой взлетный вес, если сравнивать с ЛА классической схемы, что значительно улучшает летные характеристики.

У FMX-4 вес безлюдного образовывает 55% сравнимого с ним ЛА классической схемы, а большой взлетный вес 70%.

В ходе анализа, характеристики изучаемого ЛА сравнивались с чертями нескольких классических ЛА, того же предназначения и класса. Большая часть выводов были основаны в умелых данных FMX-4 и других ЛА, осуществленных по схеме ЛК малого удлинения, и результатов продувок в аэродинамической трубе и опытов, осуществленных автором (Wainfan).

Элементарное строение разбираемого ЛА имеет значительно меньше элементов, чем у подобного ЛА классической схемы. Такая конструкция потребует намного меньше времени на сборку [5].

Преимущества схемы «летающего крыла» малого размаха

Конструкция требует предельное количество материалов для изготовления, и, следовательно, получается легче. Более малые нагрузки на конструкцию разрешают применить менее прочные материалы, если сравнивать с классическими авиационными конструкциями.

Низкий уровень напряжений конструкции разрешит кроме этого упростить саму конструкцию. Базой ее возможно ферма из прямых труб, либо монокок с мельчайшим внутренним силовым комплектом.

Крыло объединяет в себе функции самого крыла, фюзеляжа, и горизонтального оперения в цельное строение. Число элементов наряду с этим сравнимо с числом элементов классического фюзеляжа. Соответственно, такая форма ликвидирует все элементы, связывающие крыло и горизонтальное оперение. Помимо этого, ликвидируются и все узлы соединения крыла, оперения и фюзеляжа. Главные элементы корпуса смогут быть произведены как цельные громадные блоки.

Наружные обводы ЛА схемы «ЛК» малого размаха смогут быть созданы за счет плоских панелей. Опыты ЛА Wainfan FMX-4 Facetmobile аргументируют, что ЛА с этими обводами может иметь характеристики, сравнимые с ЛА классической схемы при той же мощности двигателя и нужной нагрузке.

Большой внутренний количество упрощает размещение, обслуживание и установку совокупностей ЛА. Число совокупностей, проводок, шлангов и т.д., находящихся в труднодоступных местах минимально. Для обслуживания большинства узлов не нужно предусматривать особых люков.

Так как конструкция ЛА будет по большей части складываться из малого числа громадных элементов, значительно упрощается сборка ЛА.

Режим сваливания у «ЛК» малого размаха различается от сваливания классического ЛА. На высоких углах атаки протекание воздуха через боковые кромки формирует вихри, повышающие подъемную силу, наряду с этим критический угол атаки увеличивается до углов, превышающих 30 градусов. Более благоприятный темперамент протекания сваливания ЛА увеличивает безопасность, поскольку 25 – 35% всех трагедий происходит из-за утраты управления на малых скоростях.

«ЛК» малого размаха в большинстве случаев будет иметь более малую нагрузку на площадь крыла, чем у классического ЛА. Не смотря на то, что у него коэффициент подъемной силы будет маленькой, маленькая нагрузка на крыло восполняет это, снабжая маленькие взлетно-посадочные скорости. Уменьшение посадочной скорости кроме этого увеличивает безопасность ЛА.

Наружные обводы FMX-4, изготавливаются из 11 элементов, 8 из которых размещены на верхней поверхности, и 3 на нижней. По большей части все кромки имеют острый угол.

Каркас FMX-4 имеет ферменную конструкцию из дюралевых труб. Все трубки – прямые, без изгибов. Никаких дополнительных стрингеров, формирующих более ровные обводы ЛА, не используется.

Программа летных опробований FMX-4 продемонстрировала, что предоставленная схема совсем годна в качестве легкого ЛА неспециализированного назначения. Характеристики ЛА были сопоставимы с чертями ЛА классической схемы, применяющих тот же двигатель. ЛА продемонстрировал свойство нести нужную нагрузку, равную собственному безлюдному весу, другими словами его весовая результативность образовывает 50%.

Летные качества FMX-4 похожи с общеустановленными. Управляющие силы имеют линейную зависимость. ЛА прекрасно балансируется по всем осям. Нужная площадь руля направления весьма малый.

ЛА имеет хорошие характеристики при полете на высоких углах атаки. При опытах ЛА не имел указателя угла атаки, но по итогам продувок в аэродинамической трубе было распознано, что при полностью взятой на себя ручке управления ЛА балансируется при угле атаки 30 градусов. При летных опытах, при полностью забранной ручке на себя и больших оборотах двигателя ЛА показал значение скороподъемности до 5м/с. При понижении оборотов ЛА не показал какой-либо тенденции к сваливанию в штопор кроме того при легком маневрировании. Элементы управления оставались результативными по всем осям.

Подлинная минимальная скорость не была измерена при летных опытах, поскольку из-за применения фиксированной трубки приемника воздушного давления на высоких углах атаки указатель скорости изображал нулевое значение. Эти опыта в аэродинамической трубе показали, что скорость при угле атаки, надлежащем значению большой подъемной силы образовывает 60км/ч

Эти результаты летных опытов, и экспериментальные результаты радиоуправляемой модели для изучения поведения ЛА на еще высоких углах атаки показали, что FMX-4 имеет надёжные характеристики штопора и сваливания и будет не расположенным к характерным аварийным событиям, каковые случаются со классическими ЛА при утрата скорости [5].

Про постройку летающего крыла …


Также читать:

Понравилась статья? Поделиться с друзьями: