Jakie zalety ma skrzydło Boeinga Bird of Prey?

Boeing Bird of Prey to rzeczywiście wyjątkowy samolot, co było raczej projektem wewnętrznym niż projektem X finansowanym przez rząd. Był używany głównie jako demonstrator technologii dla słabo obserwowalnych technologii.

Bird of Prey jest raczej nietypowy dla samolotu ze skrzydłami (w tym sensie, że nie miał stabilizatora), że był statyczny i nie wymagał korygowanie danych wejściowych z komputera. Tę stabilność osiągnięto dzięki podnoszeniu generowanemu przez podbródki z przodu kadłuba.

Tutaj przyjrzyj się bliżej.

Źródło: www.freerepublic.com

Grzbiety wytwarzają siłę nośną poprzez generowanie wirów (podobny do skrzydła delta). Zasadniczo grzbiety wytwarzają oddzielne wiry po obu stronach kadłuba, co powoduje siłę nośną. Według adg.stanford.edu,

Zamiast zmniejszać siłę nośną skrzydła, wiry przedniej krawędzi zwiększają siłę nośną skrzydła w sposób nieliniowy. Wir można postrzegać jako zmniejszenie nacisków na górnej powierzchni poprzez wywołanie wyższych prędkości na górnej powierzchni

Obraz z Wpływ pionowej geometrii ogona i wlotu / uderzenia na stabilność konfiguracji myśliwca Diamond-Wing autorstwa Mitchell E. Fossum et al., dostęp poprzez http://enu.kz/

Aby porównaj, jak podbródek generuje siłę nośną podobną do skrzydła delta, pouczające jest zobaczenie wzorów przepływu wirów na smukłym (przyciętym) skrzydle delta z przednim ciałem podbródka.

Zdjęcie z O nieliniowych charakterystykach aerodynamicznych i stabilności typowych smukłych kręgosłupa – Wing Fighter – Configuration by Gary E. Erickson i Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, oznaczenie kopalni.

Przykład skrzydła delta z grzbietem przednim przedstawia dwa wiry generowane z grzbietów i mocno odchylonego skrzydła, podobnie jak w przypadku ptaka drapieżnego.

Obraz z Aerodynamic Analysis of a Generic Fighter with a Chine Fuselage / Delta Wing Configuration using Delayed Detached-Eddy Simulation Tygrys L. Jeans i in., dostęp przez calpoly.edu

Siły działające na podłużną oś samolotu wyglądają mniej więcej tak (nie jestem pewien dokładnych wartości lub lokalizacji), prowadząc do statycznie stabilnego statku powietrznego.

Profil z bj-o23.deviantart.com, inni własna praca.

Według Dictionary.sensagent.com (przypisywane do The Radar Game), grzbiety pomagają również w zmniejszaniu przekroju radaru Rebecca Grant):

Standardowe przedłużenie krawędzi natarcia łączy się z Kadłub pod kątem, podczas gdy grzbiet jest przedłużeniem krzywizny kadłuba. Dlatego też w grzbietach unika się umieszczania reflektorów narożnych lub pionowych boków radarów.

Ten projekt stał się od tego czasu standardem w UAV (Boeing), takich jak X-45 itp.

Inną cechą jest to, że boki kadłuba są równoległe do siebie, co pomaga zmniejszyć przekrój poprzeczny radaru przez odbijanie fal radarowych od źródła.

Źródło: gizmodo.com

Konstrukcja skrzydła jest raczej nietypowa, sekcja wielościenna z dwuściennymi (skierowanymi w górę) sekcjami wewnętrznymi i anhedralnymi (skierowanymi w dół) sekcjami zewnętrznymi, które pomogły w ukryciu i stabilności.

Źródło: Soldiersystems.net

Skrzydło ma dość duży kąt nachylenia (~ 65 stopni) dla niskiego szybkich samolotów, aby poprawić ukrywanie się.

Tło

Ponieważ odpowiedź @aeroalias odtwarza tylko to, co jest napisane w Wikipedii, dodam jeszcze kilka myśli (choć bez zdjęć, w drugiej odpowiedzi jest już ich dużo).

Przede wszystkim projekt jest przeznaczony do lotu transsonicznego, ale rozwój był finansowany ze środków prywatnych przez McDonnell-Douglas i musiał obniżyć koszty.W rezultacie samolot demonstracyjny był wyposażony w silnik klasy ciągu 3000 funtów ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ), który jest używany częściej w wojskowych trenerach i odrzutowcach biznesowych niż w samolotach bojowych. Dzięki temu maksymalna prędkość samolotu i siły aerodynamiczne były niskie, co pomogło w utrzymaniu prostych systemów i niewielkiej konstrukcji. Samolot produkcyjny byłby znacznie większy i miałby znacznie mocniejszy silnik.

Gdy McDonnell -Douglas nie został wybrany do programu ATF w późnych latach osiemdziesiątych, postanowili umieścić się na mapie, budując demonstrator, który powinien pochwalić się ich niskimi obserwowalnościami Założyli własne biuro projektowe dla czarnych programów o nazwie Phantom Works , odzwierciedlając podejście Lockheed z ich Skunk Works .

Samoloty

Mniej więcej połowa siły nośnej w locie poziomym jest wytwarzana przez przedni kadłub. Wikipedia podaje, że to grzbiety, ale one prowokują tylko wytwarzanie pary wirów, tak jak w skrzydle delta, a niskie ciśnienie spowodowane prędkościami tego wiru powoduje uniesienie przedniego kadłuba. w pewnym sensie Bird of Prey to samoloty canard .

Drugą połowę siły nośnej wnoszą skrzydła, które ponownie tworzą wir uniesienie dzięki dużemu kątowi pochylenia krawędzi natarcia. Dwuścienna część wewnętrznego skrzydła została wybrana, aby

• unieść końce do góry, tak aby winglety / płetwy miały wystarczająco dużo miejsca, aby skierować je w dół. Zwróć uwagę, że końcówki skrzydełek są przycięte, aby zapewnić wystarczający prześwit do obrotu. Ten kąt cięcia wskazuje również kąt obrotu i kąt natarcia przy małej prędkości.
• zapewnia ujemny moment toczenia z powodu poślizgu bocznego, zmniejszając efekt wingletów.

Regularne, skierowane do góry winglety mają wiele wad. Jedną z nich jest ich indukowanie siły nośnej na skrzydle, gdy ich stery są odchylone , co powoduje niepożądany moment toczenia i zapobiega stoczeniu się samolotu do zamierzonego zakrętu. Skierowane w dół winglety pomogły uczynić samolot latającym bez sterowania komputerowego, ponieważ pomagają w stabilności kierunkowej, możliwej dzięki ich tylnemu położeniu ze względu na wysokie kąt odchylenia skrzydła

Wysoki kąt odchylenia został wybrany dla wysokiego -subsonic reżim lotu dowolnej wersji produkcyjnej i do odchylania powracającego sygnału radarowego z dala od nadawcy. of Prey to konstrukcja z dwoma płatami (więcej informacji można znaleźć w tej odpowiedzi ).

Komentarze

• Jak powstaje ten wyciąg wirowy? Nigdy wcześniej o tym nie słyszałem. Jedyny podnośnik, o jakim słyszałem, to wysokie i niskie ciśnienie na skrzydle. Czy skrzydła delta mają inny sposób wytwarzania siły nośnej?
• @Ethan: Zobacz tę odpowiedź , aby uzyskać wyjaśnienie. Unoszenie jest nadal wytwarzane przez niskie ciśnienie nad skrzydłem, ale mechanizm do osiągnięcia tego niskiego ciśnienia jest inny w skrzydłach delta przy dużym kącie natarcia.