Ich habe gestern dieses Bild des Greifvogels gesehen und mich über das Flügeldesign gewundert und welche Vorteile hätte dieses einzigartige Flügeldesign im Vergleich zu anderen Flugzeugen?
Quelle: (www.wired.com)
Antwort
Der Boeing-Vogel von Prey ist in der Tat ein einzigartiges Flugzeug, das eher ein internes Projekt als ein von der Regierung finanziertes X-Projekt war. Es wurde hauptsächlich als Technologiedemonstrator für Technologien mit geringer Beobachtbarkeit verwendet.
Der Greifvogel ist eher ungewöhnlich für ein Flugzeug nur mit Flügeln (in dem Sinne, dass er keinen Stabilisator hatte), dass er statisch stabil war und keine Eingaben von einem Computer korrigieren. Diese Stabilität wurde durch den Auftrieb erreicht, den die Maschinen vor dem Rumpf erzeugen.
Hier sehen Sie sich die Maschinen genauer an.
Quelle: www.freerepublic.com
Die Maschinen erzeugen Auftrieb, indem sie Wirbel erzeugen (ähnlich dem Deltaflügel). Grundsätzlich erzeugen die Maschinen auf beiden Seiten des Rumpfes getrennte Wirbel, die Auftrieb erzeugen. Laut adg.stanford.edu erhöht
Anstatt den Auftrieb des Flügels zu verringern, erhöhen die Wirbel der Vorderkante den Auftrieb des Flügels auf nichtlineare Weise. Der Wirbel kann als Verringerung des Drucks auf der oberen Oberfläche angesehen werden, indem höhere Geschwindigkeiten auf der oberen Oberfläche induziert werden.
Bild von Auswirkungen der vertikalen Schwanz- und Einlass- / Strake-Geometrie auf die Stabilität einer Diamond-Wing-Fighter-Konfiguration von Mitchell E. Fossum et al., Zugriff über http://enu.kz/
To Vergleichen Sie, wie die Maschine einen Auftrieb ähnlich einem Delta-Flügel erzeugt. Es ist lehrreich, die Wirbelströmungsmuster auf einem schlanken (abgeschnittenen) Delta-Flügel mit einem Chine-Vorderkörper zu sehen.
Bild von zu den nichtlinearen aerodynamischen und Stabilitätsmerkmalen eines generischen Chine-Forebody Slender- Wing Fighter – Konfiguration von Gary E. Erickson und Jay M. Brandon, Technisches Memorandum 89447 der NASA, Kennzeichnung meiner Mine.
Ein Beispiel für einen Delta-Flügel mit einem Chine-Vorderkörper werden die beiden Wirbel gezeigt, die von den Chinesen und dem stark zurückgefegten Flügel erzeugt werden, ähnlich wie beim Greifvogel.
Bild aus der aerodynamischen Analyse eines generischen Jägers mit einer Chine-Rumpf- / Delta-Flügelkonfiguration unter Verwendung einer verzögerten Detached-Eddy-Simulation von Tiger L. Jeans et al., Zugriff über calpoly.edu
Die auf die Längsachse des Flugzeugs wirkenden Kräfte sehen ungefähr so aus (ich bin mir nicht sicher über die genauen Werte oder Positionen) und führen zu einem statisch stabilen Flugzeug.
Profil von bj-o23.deviantart.com, andere eigene Arbeiten.
Die Maschinen helfen laut dictionary.sensagent.com (zugeschrieben The Radar Game) auch bei der Reduzierung des Radarquerschnitts von Rebecca Grant):
Eine Standard-Vorderkantenerweiterung wird mit th verbunden Der Rumpf in einem Winkel, während ein Chine eine Erweiterung der Krümmung des Rumpfes ist. Daher vermeiden Chinesen die Darstellung von Eckreflektoren oder vertikalen Seiten für Radargeräte.
Dieses Design ist seitdem Standard in (Boeing) UAVs wie X-45 usw.
Ein weiteres Merkmal ist, dass die Rumpfseiten parallel zueinander sind, was zur Reduzierung des Radarquerschnitts beiträgt, indem die Radarwellen von der Quelle weg reflektiert werden.
Quelle: gizmodo.com
Das Flügeldesign ist eher ungewöhnlich, a polyedrischer Abschnitt mit diederförmigen (nach oben abgewinkelten) Innenbordabschnitten und anhedrischen (nach unten abgewinkelten) Außenbordabschnitten, die zur Tarnung und Stabilität beigetragen haben.
Quelle: soldatsystems.net
Der Flügel hat einen ziemlich hohen Schwenkwinkel (~ 65 Grad) für einen niedrigen Geschwindigkeitsflugzeuge, um die Tarnung zu verbessern.
Antwort
Hintergrund
Seit @aeroalias „Antwort reproduziert nur das, was in Wikipedia gesagt wird, ich werde noch ein paar Gedanken hinzufügen (obwohl ohne die Bilder bereits viele in der anderen Antwort enthalten sind).
Zunächst einmal ist das Design für den Überschallflug gedacht. Die Entwicklung wurde jedoch privat von McDonnell-Douglas finanziert und musste die Kosten niedrig halten.Infolgedessen verwendete das Demonstrationsflugzeug ein Triebwerk der 3000-Pfund-Schubklasse ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) wird mehr in militärischen Trainern und Geschäftsflugzeugen als in Kampfflugzeugen eingesetzt. Dies hielt die Höchstgeschwindigkeit des Flugzeugs und die aerodynamischen Kräfte niedrig, was dazu beitrug, die Systeme einfach und die Struktur klein zu halten. Ein Serienflugzeug wäre viel größer und würde einen viel stärkeren Motor verwenden.
Bei McDonnell -Douglas wurde Ende der achtziger Jahre nicht für das ATF-Programm ausgewählt. Sie beschlossen, sich auf die Karte zu setzen, indem sie einen Demonstrator bauten, der ihre niedrigen Observablen zeigen sollte Sie hatten ein eigenes Designbüro für schwarze Programme mit dem Namen Phantom Works gegründet, das den Ansatz von Lockheed mit ihrem Zweig Skunk Works .
Das Flugzeug
Etwa die Hälfte des Auftriebs im Horizontalflug wird vom vorderen Rumpf erzeugt. Wikipedia sagt, es sind die Chinesen, aber sie provozieren nur die Erzeugung eines Wirbelpaares wie bei einem Delta-Flügel, und der niedrige Druck, der durch die Geschwindigkeit dieses Wirbels verursacht wird, erzeugt einen Auftrieb am vorderen Rumpf In gewisser Weise ist der Greifvogel ein Canard-Flugzeug .
Die andere Hälfte des Auftriebs wird von den Flügeln getragen, die wiederum Wirbel erzeugen Hub aufgrund des hohen Schwenkwinkels der Vorderkante. Die Dieder des Innenflügels wurde so gewählt, dass
- die Spitzen nach oben zeigen, sodass die Winglets / Flossen genügend Platz haben, um nach unten zu zeigen. Beachten Sie, dass die Spitzen der Winglets zurückgeschnitten sind, um genügend Spielraum für die Drehung zu bieten. Dieser Schnittwinkel gibt auch den Drehwinkel und den Anstellwinkel bei niedriger Geschwindigkeit an.
- liefert aufgrund des Seitenschlupfes ein negatives Rollmoment, wodurch der Winglet-Effekt verringert wird.
Regelmäßige, nach oben weisende Winglets weisen eine Reihe von Nachteilen auf, darunter die Induktion des Auftriebs am Flügel, wenn ihre Ruder abgelenkt werden , was zu einem unerwünschten Rollmoment führt und verhindert, dass das Flugzeug in die beabsichtigte Kurve gerollt wird. Abwärtsgerichtete Winglets halfen dabei, das Flugzeug ohne Computersteuerung flugfähig zu machen, da sie die Richtungsstabilität
- unterstützen, die durch ihre hintere Position aufgrund des hohen Werts möglich ist Flügelschwenkwinkel
- Rollmoment mit Ruderauslenkung, Rollen des Flugzeugs in Richtung der von den Rudern vorgegebenen Drehung.
Der hohe Schwenkwinkel wurde für das Hoch gewählt -subsonic Flugregime jeder Serienversion und zum Ablenken des zurückkehrenden Radarsignals vom Absender weg. The Bird of Prey ist ein zweilappiges Design (siehe diese Antwort für weitere Details)
Kommentare
- Wie entsteht dieser Wirbelaufzug? Ich habe noch nie davon gehört. Der einzige Auftrieb, von dem ich gehört habe, ist der hohe und niedrige Druck auf den Flügel. Haben Deltaflügel eine andere Möglichkeit, Auftrieb zu erzeugen?
- @Ethan: Eine Erklärung finden Sie unter dieser Antwort . Der Auftrieb wird immer noch durch niedrigen Druck über dem Flügel erzeugt, aber der Mechanismus zum Erreichen dieses niedrigen Drucks unterscheidet sich bei Delta-Flügeln bei hohem Anstellwinkel.