Hvilke fordeler følger med vingen på Boeing Prey Bird?

Boeing Bird of Byttedyr er virkelig et unikt fly, noe som var et internt prosjekt i stedet for et X-prosjekt finansiert av regjeringen. Den ble primært brukt som en teknologidemonstrator for lite observerbare teknologier.

Rovfuglen er ganske uvanlig for et fly kun på vingene (i den forstand at den ikke hadde noen stabilisator) at den var statisk stabil og ikke krevde korrigere innganger fra en datamaskin. Denne stabiliteten ble oppnådd med heisen som genereres av kinene foran skroget.

Her er nærmere titt på kinene.

Kilde: www.freerepublic.com

Kinesene produserer løft ved å generere hvirvler (ligner deltafløyen). I utgangspunktet produserer kinene separate hvirvler på hver side av skroget, noe som gir løft. I følge adg.stanford.edu

I stedet for å redusere løftet på vingen, øker frontkantvirvlene vingeløftet på en ikke-lineær måte. Virvelen kan sees på som å redusere det øvre overflatetrykket ved å indusere høyere hastigheter på den øvre overflaten

Bilde fra Effekter av vertikal hale- og innløps- / strøkgeometri på stabiliteten til en diamant-vinge-jagerkonfigurasjon av Mitchell E. Fossum et al., tilgjengelig via http://enu.kz/

Til sammenlign hvordan chinen genererer løft som ligner på en delta-vinge, det er lærerikt å se virvelstrømningsmønstrene på en slank (beskåret) delta-vinge med en chine-forben.

Bilde fra På de ikke-lineære aerodynamiske og stabilitetsegenskapene til en generisk Chine-Forebody Slender- Wing Fighter – Configuration av Gary E. Erickson og Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, labeling mine.

Et eksempel på en delta-vinge med en chine forkropp viser de to hvirvlene som genereres fra chines og den høye sveipede vingen, som ligner på rovfuglen.

Bilde fra Aerodynamisk analyse av en generisk fighter med en Chine Fuselage / Delta Wing-konfigurasjon ved hjelp av forsinket løsrevet-Eddy-simulering av Tiger L. Jeans et al., tilgjengelig via calpoly.edu

Kreftene som virker på flyets lengdeakse ser omtrent slik ut (jeg er ikke sikker på de nøyaktige verdiene eller plasseringene), og fører til et statisk stabilt fly.

Profil fra bj-o23.deviantart.com, andres eget arbeid.

Kinene hjelper også til å redusere radartverrsnittet, ifølge dictionary.sensagent.com (tilskrevet The Radar Game av Rebecca Grant):

En standard forlengelsesforlengelse slutter seg til skroget i en vinkel mens en hage er en forlengelse av skrogets krumning. Derfor unngår chines å presentere hjørnereflektorer eller vertikale sider til radarer.

Dette designet har siden blitt standard i (Boeing) UAV-er som X-45 osv.

En annen funksjon er at skrogets sider er parallelle med hverandre, noe som hjelper til med å redusere radartverrsnittet ved å reflektere radarbølgene vekk fra kilden.

Kilde: gizmodo.com

Vingedesignet er ganske uvanlig, en polyhedral seksjon med dihedral (oppovervinklet) innvendige seksjoner og anhedral (nedad vinklet) påhengsmotorseksjoner, noe som hjalp til med skjult og stabilitet.

Kilde: soldatsystems.net

Vingen har en ganske høy feievinkel (~ 65 grader) for en lav fartsfly for å forbedre skjult.

Bakgrunn

Siden @aeroalias «svar bare gjengir hva som er sagt i Wikipedia, vil jeg legge til noen flere tanker (om enn uten bildene, det er allerede nok i det andre svaret).

Først og fremst er designet ment for transsonisk flyging, men utviklingen ble privat finansiert av McDonnell-Douglas og måtte holde kostnadene nede.Som en konsekvens brukte demonstrasjonsflyet en 3000 lb skyveklassemotor ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) som er brukt mer i militære trenere og forretningsfly enn i kampfly. Dette holdt flyets toppfart og de aerodynamiske kreftene lave, noe som bidro til å holde systemene enkle og strukturen liten. Et produksjonsfly ville være mye større og brukte en mye kraftigere motor.

Når McDonnell -Douglas ble ikke valgt til ATF-programmet på slutten av åttitallet, de bestemte seg for å sette seg på kartet ved å bygge en demonstrator som skulle vise frem deres lave observasjoner De hadde grunnlagt sitt eget designkontor for svarte programmer, kalt Phantom Works , og speilvendte Lockheeds tilnærming med deres Skunk Works filial.

Flyet

Omtrent halvparten av heisen i planflyging er produsert av fremkroppen. Wikipedia sier at det er kinnene, men de bare provosere genereringen av et par virvler akkurat som de på en delta-vinge, og det lave trykket forårsaket av hastighetene til denne vortexen skaper løft på fremre skroget. på en måte er rovfuglen et kanardfly .

Den andre halvdelen av heisen er bidratt av vingene, som igjen skaper vortex løft på grunn av den høye svingvinkelen på forkant Fordypningen til den indre vingen ble valgt for å

• få tipsene opp, så vingene / finnene har nok plass til å peke nedover. Merk at vingene på vingene er kuttet ned for å gi nok klaring for rotasjon. Denne kuttvinkelen indikerer også rotasjonsvinkelen og angrepsvinkelen ved lav hastighet.
• gir et negativt rullende øyeblikk på grunn av sideslip, noe som reduserer winglets-effekten.

Regelmessige, oppadvendte vingeflåter har en rekke ulemper, en av dem er løfteinduksjon på vingen når rorene blir avbøyd , noe som gir et uønsket rullende øyeblikk og forhindrer å rulle flyet inn i den tiltenkte svingen. Nedadvendte vingeflåter bidro til å gjøre flyet flybart uten datamaskinkontroll, fordi de hjelper med

• retningsstabilitet, mulig ved deres bakre posisjon på grunn av vingesveipevinkel
• rullende øyeblikk med roravbøyning, rullende flyet i retning av svingen kommandert av rorene.

Den høye sveipvinkelen ble valgt for den høye -subsonisk flyregime av hvilken som helst produksjonsversjon og for å avbøye det returnerende radarsignalet vekk fra avsenderen. of Prey er et design med to flater (se dette svaret for mer informasjon)

Kommentarer

• Hvordan opprettes denne virvelløftet? Jeg har aldri hørt om det før. Den eneste heisen jeg har hørt om er høyt og lavt trykk på vingen. Har deltavinger en annen måte å produsere løft på?
• @ Ethan: Se dette svaret for en forklaring. Løft er fremdeles produsert av lavt trykk over vingen, men mekanismen for å oppnå dette lave trykket er forskjellig i deltavinger ved høy angrepsvinkel.