Jeg bemærkede dette billede i går af Rovfuglen og spekulerede på vingedesignet og hvilke fordele vil der komme med dette unikke vingedesign sammenlignet med andre fly?
Kilde: (www.wired.com)
Svar
Boeing Bird of Byttedyr er faktisk et unikt fly, hvilket var et internt projekt snarere end et X-projekt finansieret af regeringen. Det blev primært brugt som en teknologidemonstrator for lavt observerbare teknologier.
Rovfuglen er temmelig usædvanlig for kun et vingefly (i den forstand at det ikke havde nogen stabilisator), at det var statisk stabilt og krævede ingen korrektion af indgange fra en computer. Denne stabilitet blev opnået med den lift, der genereres af chines foran skroget.
Her er nærmere kig på chines.
Kilde: www.freerepublic.com
Kineserne producerer løft ved at generere hvirvler (svarer til deltavingen). Dybest set producerer kineserne adskilte hvirvler på begge sider af skroget, hvilket producerer løft. I henhold til adg.stanford.edu
I stedet for at reducere vingenes løft, øger de forreste hvirvler vingerløftet på en ikke-lineær måde. Virvelen kan ses som reducerende det øvre overfladetryk ved at inducere højere hastigheder på den øvre overflade
Billede fra Effekter af lodret hale- og indløbs- / strækgeometri på stabiliteten i en diamant-vinge-jagerkonfiguration af Mitchell E. Fossum et al., der er adgang til via http://enu.kz/
Til sammenligne hvordan risen genererer løft svarende til en delta-vinge, det er lærerigt at se hvirvelstrømningsmønstre på en slank (beskåret) delta-vinge med en chine-forkrop.
Billede fra På de ikke-lineære aerodynamiske egenskaber og stabilitetskarakteristika for en generisk Chine-Forebody Slank- Wing Fighter – Configuration af Gary E. Erickson og Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, mærkning af mine.
Et eksempel på en delta wing med en chine forkrop viser de to hvirvler, der genereres fra chines og den meget sweptback-fløj, der ligner rovfuglen.
Billede fra Aerodynamisk analyse af en generisk fighter med en Chine Fuselage / Delta Wing-konfiguration ved hjælp af forsinket løsrevet-eddy-simulering af Tiger L. Jeans et al., der er adgang til via calpoly.edu
De kræfter, der virker på flyets længdeakse, ser sådan ud som dette (jeg er ikke sikker på de nøjagtige værdier eller placeringer), hvilket fører til et statisk stabilt fly.
Profil fra bj-o23.deviantart.com, andres eget arbejde.
Kineserne hjælper også med at reducere radartværsnittet, ifølge dictionary.sensagent.com (tilskrevet The Radar Game af Rebecca Grant):
En standard forkantudvidelse slutter sig til skroget i en vinkel, mens en kine er en forlængelse af skrogets krumning. Derfor undgår chines at præsentere hjørnereflektorer eller lodrette sider til radarer.
Dette design er siden blevet standard i (Boeing) UAVer som X-45 osv.
En anden funktion er, at skrogets sider er parallelle med hinanden, hvilket hjælper med at reducere radartværsnittet ved at reflektere radarbølgerne væk fra kilden.
Kilde: gizmodo.com
Vingedesignet er ret usædvanligt, en polyhedral sektion med dihedral (opad vinklet) indenbords sektioner og anhedral (nedad vinklet) påhængssektioner, hvilket hjalp med at skjule og stabilitet.
Kilde: soldatsystems.net
Vingen har en ret høj fejevinkel (~ 65 grader) for en lav hastighedsfly for at forbedre stealth.
Svar
Baggrund
Siden @aeroalias “svar gengiver bare det, der siges på Wikipedia, vil jeg tilføje et par flere tanker (omend uden billederne, er der allerede masser i det andet svar).
Først og fremmest er designet beregnet til transsonisk flyvning, men udviklingen blev finansieret privat af McDonnell-Douglas og måtte holde omkostningerne nede.Som en konsekvens brugte demonstratorflyet en 3000 lb stakklassemotor ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ), som er brugt mere i militære undervisere og forretningsfly end i kampfly. Dette holdt flyets tophastighed og de aerodynamiske kræfter lave, hvilket hjalp med at holde systemerne enkle og strukturen små. Et produktionsfly ville være meget større og bruge en meget kraftigere motor.
Når McDonnell -Douglas blev ikke valgt til ATF-programmet i slutningen af firserne, de besluttede at sætte sig selv på kortet ved at opbygge en demonstrator, der skulle vise deres lave observationer De havde grundlagt deres eget designkontor til sorte programmer, kaldet Phantom Works , hvilket afspejler Lockheeds tilgang med deres Skunk Works filial.
Flyet
Omkring halvdelen af liften i plan flyvning er produceret af den fremadrørende skrog. Wikipedia siger, at det er kerne, men de provokerer kun dannelsen af et par hvirvler, ligesom dem på en delta-vinge, og det lave tryk forårsaget af denne hvirvelhastighed skaber løft på den forreste skrog. på en måde er rovfuglen et canardfly .
Den anden halvdel af elevatoren bidrager af vingerne, som igen skaber hvirvel løft på grund af den høje svingvinkel på forkanten. Mellemvingen af den indre vinge blev valgt til
- at få spidserne op, så winglets / finnerne har plads nok til at pege nedad. Bemærk, at vingespidserne er skåret ned for at give tilstrækkelig frihed til rotation. Denne nedskæringsvinkel angiver også rotationsvinklen og angrebsvinklen ved lav hastighed.
- giver et negativt rullende øjeblik på grund af sideslip, hvilket reducerer winglets-effekten.
Regelmæssige, opadrettede winglets har en række ulemper, en af dem er deres induktion af løft på vingen, når deres ror afbøjes , hvilket producerer et uønsket rullende øjeblik og forhindrer at rulle flyet ind i den tilsigtede drejning. Nedadrettede winglets hjalp med at gøre flyet flybart uden computerstyring, fordi de hjælper med
- retningsstabilitet, mulig ved deres bageste position på grund af den høje vingefejningsvinkel
- rullende øjeblik med rorafbøjning, rullende flyet i retning af svinget, der er befalet af rorerne.
Den høje fejevinkel blev valgt til den høje -subsonisk flyregime i enhver produktionsversion og til afbøjning af det returnerende radarsignal væk fra afsenderen. of Prey er et design med to fliser (se dette svar for flere detaljer)
Kommentarer
- Hvordan oprettes denne hvirvelløft? Jeg har aldrig hørt om det før. Den eneste lift, jeg har hørt om, er det høje og lave tryk på vingen. Har delta-vinger en anden måde at producere lift på?
- @ Ethan: Se dette svar for en forklaring. Lift produceres stadig ved lavt tryk over vingen, men mekanismen til at opnå dette lave tryk er forskellig i deltavinger ved høj angrebsvinkel.