Ho notato ieri questa immagine del Bird of Prey e mi sono chiesto del design dellala e quali vantaggi si otterrebbero con questo design alare unico rispetto ad altri velivoli?
Fonte: (www.wired.com)
Answer
The Boeing Bird of Prey è davvero un velivolo unico, che era un progetto interno piuttosto che un X-Project finanziato dal governo. È stato utilizzato principalmente come dimostratore tecnologico per tecnologie a bassa osservabilità.
Il Bird of Prey è piuttosto insolito per un velivolo solo ala (nel senso che non aveva stabilizzatore) che era staticamente stabile e non richiedeva correggere gli input da un computer. Questa stabilità è stata ottenuta grazie alla portanza generata dagli spigoli davanti alla fusoliera.
Ecco uno sguardo più da vicino agli spigoli.
Fonte: www.freerepublic.com
Gli spigoli producono portanza generando vortici (simile allala delta). Fondamentalmente, gli spigoli producono vortici separati su entrambi i lati della fusoliera, che produce portanza. Secondo adg.stanford.edu,
Invece di ridurre la portanza dellala, i vortici del bordo dattacco, aumentano la portanza dellala in modo non lineare. Il vortice può essere visto come una riduzione delle pressioni della superficie superiore inducendo velocità più elevate sulla superficie superiore
Immagine da Effetti della geometria della coda verticale e dellingresso / strake sulla stabilità di una configurazione di caccia con ala di diamante di Mitchell E. Fossum et al., accessibile tramite http://enu.kz/
a confronta il modo in cui lo spigolo genera portanza simile a unala delta, è istruttivo vedere i modelli di flusso del vortice su unala delta snella (tagliata) con un corpo anteriore a spigolo.
Immagine da Sulle caratteristiche aerodinamiche e di stabilità non lineari di un generico Chine-Forebody Slender- Wing Fighter – Configurazione di Gary E. Erickson e Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, etichettatura della mia.
Un esempio di ala delta con uno spigolo anteriore mostra i due vortici generati dagli spigoli e lala altamente inclinata, simile al Bird of Prey.
Immagine da Analisi aerodinamica di un caccia generico con una configurazione con fusoliera cinese / ala delta utilizzando la simulazione di Eddy distaccato ritardato di Tiger L. Jeans et al, accessibile tramite calpoly.edu
Le forze che agiscono sullasse longitudinale del velivolo hanno un aspetto simile a questo (non sono sicuro dei valori esatti o delle posizioni), che conducono a un aereo staticamente stabile.
Profilo da bj-o23.deviantart.com, altri possiedono il lavoro.
I chines aiutano anche a ridurre la sezione trasversale del radar, secondo dictionary.sensagent.com (attribuito a The Radar Game di Rebecca Grant):
unestensione standard leading edge si unisce a th La fusoliera ad angolo mentre uno spigolo è unestensione della curvatura della fusoliera. Pertanto gli spigoli evitano di presentare riflettori angolari o lati verticali ai radar.
Questo design da allora è diventato standard negli UAV (Boeing) come X-45 ecc.
Unaltra caratteristica è che i lati della fusoliera sono paralleli tra loro, aiutando a ridurre la sezione trasversale del radar riflettendo le onde radar lontano dalla sorgente.
Fonte: gizmodo.com
Il design dellala è piuttosto insolito, un sezione poliedrica con sezioni interne diedro (angolate verso lalto) e sezioni fuoribordo anedriche (angolate verso il basso), che hanno aiutato in furtività e stabilità.
Fonte: soldierystems.net
Lala ha un angolo di sweep piuttosto alto (~ 65 gradi) per un basso velivolo veloce, al fine di migliorare la furtività.
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Background
Dato che @aeroalias “answer riproduce solo ciò che è detto in Wikipedia, aggiungerò qualche altro pensiero (anche se senza le immagini, ce ne sono già molte nellaltra risposta).
Prima di tutto, il design è pensato per il volo transsonico, ma lo sviluppo è stato finanziato privatamente da McDonnell-Douglas e ha dovuto contenere i costi.Di conseguenza, laereo dimostrativo utilizzava un motore di classe di spinta da 3000 libbre ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) che è utilizzato più negli addestratori militari e nei business jet che negli aerei da combattimento. Ciò ha mantenuto la velocità massima del velivolo e le forze aerodinamiche basse, il che ha contribuito a mantenere i sistemi semplici e la struttura piccola. Un aereo di produzione sarebbe molto più grande e utilizzerebbe un motore molto più potente.
Quando McDonnell -Douglas non è stato selezionato per il programma ATF alla fine degli anni Ottanta, hanno deciso di mettersi sulla mappa costruendo un dimostratore che dovrebbe mostrare le loro basse osservabili Avevano fondato il loro ufficio di progettazione per programmi neri, chiamato Phantom Works , rispecchiando lapproccio di Lockheed con il loro Skunk Works branch.
Laereo
Circa la metà della portanza in volo livellato è prodotta dalla fusoliera anteriore. Wikipedia dice che sono gli spigoli, ma provocano solo la generazione di una coppia di vortici proprio come quelli su unala delta, e la bassa pressione causata dalle velocità di questo vortice crea portanza sulla fusoliera anteriore. in un certo senso, il Bird of Prey è un canard aircraft .
Laltra metà della portanza è fornita dalle ali, che di nuovo creano un vortice sollevamento dovuto allelevato angolo di spazzata del bordo anteriore. Il diedro dellala interna è stato scelto per
- sollevare le punte, in modo che le alette / pinne abbiano abbastanza spazio per puntare verso il basso. Notare che le punte delle alette sono tagliate per fornire spazio sufficiente per la rotazione. Questo angolo di riduzione indica anche langolo di rotazione e langolo di attacco a bassa velocità.
- fornisce un momento di rotolamento negativo dovuto allo scivolamento laterale, riducendo leffetto delle alette.
Le alette regolari rivolte verso lalto presentano una serie di svantaggi, uno dei quali è la loro induzione di portanza sullala quando i loro timoni sono deviati , che produce un momento di rollio indesiderato e impedisce il rotolamento dellaereo nella virata prevista. Le alette rivolte verso il basso hanno contribuito a rendere laereo pilotabile senza controllo del computer, perché aiutano con la
- stabilità direzionale, possibile grazie alla loro posizione posteriore a causa dellalto angolo di sweep alare
- momento di rollio con deflessione del timone, facendo rotolare laereo nella direzione della virata comandata dai timoni.
Langolo di sweep alto è stato scelto per lalta -regime di volo subsonico di qualsiasi versione di produzione e per deviare il segnale radar di ritorno lontano dal mittente. of Prey è un design a due lobi (vedi questa risposta per maggiori dettagli)
Commenti
- Come viene creato questo ascensore a vortice? Non lho mai sentito prima. Lunico sollevamento di cui ho sentito parlare sono le pressioni alte e basse sullala. Le ali delta hanno un modo diverso di produrre portanza?
- @Ethan: vedi questa risposta per una spiegazione. La portanza è ancora prodotta dalla bassa pressione sopra lala, ma il meccanismo per ottenere questa bassa pressione è diverso nelle ali delta ad alto angolo di attacco.