Quais são as vantagens da asa do Boeing Bird of Prey?

O Boeing Bird of O Prey é de fato uma aeronave única, que foi um projeto interno ao invés de um X-Project financiado pelo governo. Foi usado principalmente como um demonstrador de tecnologia para tecnologias de baixa observação.

O Bird of Prey é bastante incomum para uma aeronave apenas de asa (no sentido de que não tinha estabilizador) que era estaticamente estável e não exigia corrigir entradas de um computador. Esta estabilidade foi alcançada pela sustentação gerada pelos coxins na frente da fuselagem.

Aqui está uma olhada mais de perto nos coxins.

Fonte: www.freerepublic.com

As chinesas produzem elevação gerando vórtices (semelhante à asa delta). Basicamente, as chinesas produzem vórtices separados em cada lado da fuselagem, o que produz sustentação. De acordo com adg.stanford.edu,

Em vez de reduzir a sustentação da asa, os vórtices da borda de ataque aumentam a sustentação da asa de uma maneira não linear. O vórtice pode ser visto como a redução das pressões da superfície superior induzindo velocidades mais altas na superfície superior

Imagem de Efeitos da cauda vertical e geometria de entrada / estreitamento na estabilidade de uma configuração de caça Diamond-Wing por Mitchell E. Fossum et al., acessado em http://enu.kz/

Para compare como o chine gera sustentação semelhante a uma asa delta, é instrutivo ver os padrões de fluxo de vórtice em uma asa delta delta (recortada) com um forebody chine.

Imagem de On the Nonlinear Aerodinamic and Stability Characteristics of a Generic Chine-Forebody Delgado- Wing Fighter – Configuração por Gary E. Erickson e Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, rotulando meu.

Um exemplo de asa delta com um forebody chine mostra os dois vórtices sendo gerados a partir dos chineses e a asa altamente retrocedida, semelhante à Ave de Rapina.

Imagem de Análise Aerodinâmica de um Caça Genérico com Fuselagem Chine / Configuração de Asa Delta Usando Simulação Delayed Detached-Eddy por Tiger L. Jeans et al, acessado através de calpoly.edu

As forças que atuam no eixo longitudinal da aeronave são mais ou menos assim (não tenho certeza dos valores exatos ou localizações), levando para uma aeronave estaticamente estável.

Perfil de bj-o23.deviantart.com, trabalho próprio.

Os chineses também ajudam na redução da seção transversal do radar, de acordo com dictionary.sensagent.com (atribuído ao The Radar Game por Rebecca Grant):

Uma extensão de borda de ataque padrão une-se ao A fuselagem está inclinada, enquanto a quina é uma extensão da curvatura da fuselagem. Portanto, os chineses evitam apresentar refletores de canto ou lados verticais nos radares.

Este projeto tornou-se padrão em UAVs (Boeing) como X-45 etc.

Outra característica é que os lados da fuselagem são paralelos uns aos outros, ajudando na redução da seção transversal do radar refletindo as ondas do radar longe da fonte.

Fonte: gizmodo.com

O design da asa é bastante incomum, um seção poliédrica com seções internas diédricas (em ângulo para cima) e seções externas anédricas (em ângulo para baixo), que ajudaram na furtividade e estabilidade.

Fonte: soldadosystems.net

A asa tem um ângulo de varredura bastante alto (~ 65 graus) para um baixo aeronave veloz, a fim de melhorar a furtividade.

Histórico

Desde @aeroalias “resposta apenas reproduz o que é dito na Wikipédia, acrescentarei mais alguns pensamentos (embora sem as imagens, já existem muitos na outra resposta).

Em primeiro lugar, o design foi feito para o vôo transsônico, mas o desenvolvimento foi financiado de forma privada por McDonnell-Douglas e teve que manter os custos baixos.Como consequência, a aeronave de demonstração usou um motor de classe de empuxo de 3.000 lb ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) que é usado mais em treinadores militares e jatos executivos do que em aeronaves de combate. Isso manteve a velocidade máxima da aeronave e as forças aerodinâmicas baixas, o que ajudou a manter os sistemas simples e a estrutura pequena. Uma aeronave de produção seria muito maior e usaria um motor muito mais potente.

Quando McDonnell -Douglas não foi selecionado para o programa ATF no final dos anos 80, eles decidiram se colocar no mapa construindo um demonstrador que deveria mostrar seus baixos observáveis especialização. Eles fundaram seu próprio escritório de design para programas negros, chamado Phantom Works , espelhando a abordagem da Lockheed com seus Skunk Works branch.

A aeronave

Aproximadamente metade da sustentação em vôo nivelado é produzida pela fuselagem dianteira. A Wikipedia diz que são os chineses, mas eles só provocam a geração de um par de vórtices como os de uma asa delta, e a baixa pressão causada pelas velocidades desse vórtice cria sustentação na fuselagem dianteira. De certa forma, a Ave de Rapina é uma aeronave canarda .

A outra metade da sustentação é fornecida pelas asas, que novamente criam vórtice elevação devido ao alto ângulo de varredura da borda de ataque. O diedro da asa interna foi escolhido para

• levantar as pontas, para que as winglets / nadadeiras tenham espaço suficiente para apontar para baixo. Observe que as pontas dos winglets são cortadas para fornecer folga suficiente para rotação. Este ângulo de redução também indica o ângulo de rotação e o ângulo de ataque em baixa velocidade.
• fornece um momento de rolamento negativo devido à derrapagem, reduzindo o efeito winglets “.

Winglets regulares, apontando para cima têm uma série de desvantagens, uma delas sua indução de sustentação na asa quando seus lemes são desviados , o que produz um momento de rolamento indesejado e evita que a aeronave role para a curva pretendida. Os winglets apontando para baixo ajudaram a tornar a aeronave pilotável sem controle do computador, porque ajudam com

• estabilidade direcional, possível por sua posição traseira devido ao alto ângulo de varredura da asa
• momento de rolamento com deflexão do leme, rolando a aeronave na direção da curva comandada pelos lemes.

O ângulo de varredura alto foi escolhido para o alto – regime de voo subsônico de qualquer versão de produção e para desviar o sinal de radar de retorno para longe do remetente. of Prey é um design de dois lóbulos (consulte esta resposta para obter mais detalhes)

Comentários

• Como esse aumento de vórtice é criado? Eu nunca escutei isso antes. O único elevador de que ouvi falar são as pressões altas e baixas na asa. As asas delta têm uma maneira diferente de produzir sustentação?
• @Ethan: consulte esta resposta para obter uma explicação. A sustentação ainda é produzida pela baixa pressão acima da asa, mas o mecanismo para atingir essa baixa pressão é diferente nas asas delta em alto ângulo de ataque.