Jag märkte den här bilden igår av Rovfågeln och undrade på vingdesignen och vilka fördelar skulle den unika vingdesignen ha jämfört med andra flygplan?
Källa: (www.wired.com)
Svar
Boeing Bird of Prey är verkligen ett unikt flygplan, vilket var ett internt projekt snarare än ett X-Project finansierat av regeringen. Den användes huvudsakligen som en teknologidemonstrator för tekniker som är svåra att observera.
Rovfågeln är ganska ovanligt för ett flygplan endast (i den meningen att det inte hade någon stabilisator) att det var statiskt stabilt och inte krävde något korrigera ingångar från en dator. Denna stabilitet uppnåddes med hissen som genereras av kärnorna framför flygkroppen.
Här är närmare titt på kärnorna.
Källa: www.freerepublic.com
Kineserna producerar lyft genom att generera virvlar (liknar deltavingen). I grund och botten producerar pinnarna separerade virvlar på vardera sidan av flygkroppen, vilket ger lyft. Enligt adg.stanford.edu,
I stället för att minska lyften av vingen, ökar de främre kantvirvlarna vinglyften på ett olinjärt sätt. Virveln kan ses som att minska det övre yttrycket genom att inducera högre hastigheter på den övre ytan
Bild från Effekter av vertikal svans- och inlopps- / stränggeometri på stabiliteten hos en diamantvingekämparkonfiguration av Mitchell E. Fossum et al., nås via http://enu.kz/
Till jämför hur chinen genererar hiss som liknar en delta-vinge, det är lärorikt att se virvelflödesmönstren på en smal (beskuren) delta-wing med en chine-förkropp.
Bild från På de icke-linjära aerodynamiska egenskaperna och stabilitetsegenskaperna hos en generisk Chine-Forebody Slender- Wing Fighter – Configuration av Gary E. Erickson och Jay M. Brandon, NASA Technical Memorandum 89447, märkning av min.
Ett exempel på en delta wing med en chine-förkropp visar de två virvlarna som genereras från chinesna och den mycket svepade vingen, liknar rovfågeln.
Bild från Aerodynamisk analys av en generisk fighter med en Chine Fuselage / Delta Wing-konfiguration med försenad fristående Eddy-simulering av Tiger L. Jeans et al, nås via calpoly.edu
Krafterna som verkar på flygplanets längdaxel ser ungefär så ut (jag är inte säker på de exakta värdena eller platserna), vilket leder till ett statiskt stabilt flygplan.
Profil från bj-o23.deviantart.com, andras eget arbete.
Pinnarna hjälper också till att minska radartvärsnittet, enligt dictionary.sensagent.com (tillskrivet The Radar Game av Rebecca Grant):
En standardförlängning i framkant ansluter till flygkroppen i en vinkel medan en kina är en förlängning av kroppens krökning. Därför undviker kedjor att presentera hörnreflektorer eller vertikala sidor till radar.
Denna design har sedan dess blivit standard i (Boeing) UAV: er som X-45 etc.
En annan funktion är att flygkroppens sidor är parallella med varandra, vilket hjälper till att minska radartvärsnittet genom att reflektera radarvågorna bort från källan.
Källa: gizmodo.com
Vingdesignen är ganska ovanlig, en polyhedral sektion med dihedral (uppåt vinklade) inombordssektioner och anhedral (nedåt vinklade) utombordssektioner, vilket hjälpte till smyg och stabilitet.
Källa: soldatsystems.net
Vingen har en ganska hög svepvinkel (~ 65 grader) för en låg hastighetsflygplan för att förbättra stealth.
Svar
Bakgrund
Sedan @aeroalias ”svar reproducerar bara det som sägs på Wikipedia, jag lägger till några fler tankar (om än utan bilderna, det finns redan mycket i det andra svaret).
Först och främst är designen avsedd för transsonisk flygning, men utvecklingen finansierades privat av McDonnell-Douglas och var tvungen att hålla kostnaderna nere.Som en följd av detta använde demonstrationsflygplanet en motor på 3000 lb-tryck ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) vilket är används mer i militära tränare och affärsflygplan än i stridsflygplan. Detta höll flygplanets toppfart och de aerodynamiska krafterna låga, vilket hjälpte till att hålla systemen enkla och strukturen små. Ett produktionsflygplan skulle vara mycket större och använda en mycket kraftfullare motor.
När McDonnell -Douglas valdes inte till ATF-programmet i slutet av 80-talet, de bestämde sig för att sätta sig på kartan genom att bygga en demonstrator som skulle visa upp sina låga observationer De hade grundat sitt eget designkontor för svarta program, kallat Phantom Works , vilket speglar Lockheeds tillvägagångssätt med deras Skunk Works filial.
Flygplanet
Ungefär hälften av hissen i planflyg produceras av framkroppen. Wikipedia säger att det är chinesna, men de provocerar bara genereringen av ett par virvlar precis som de på en deltavinge, och det låga trycket som orsakas av hastigheterna i denna virvel skapar lyft på framkroppen. ett sätt, rovfågeln är ett kanardflygplan .
Den andra halvan av hissen bidrar med vingarna, som återigen skapar virvel lyft på grund av den höga svepvinkeln på framkanten. Den inre vingens dihedral valdes för att
- få upp spetsarna, så vingarna / fenorna har tillräckligt med utrymme för att peka nedåt. Observera att vingspetsarna är kapade för att ge tillräckligt med utrymme för rotation. Denna nedskärningsvinkel indikerar också rotationsvinkeln och attackvinkeln vid låg hastighet.
- ger ett negativt rullande ögonblick på grund av sidoslip, vilket minskar winglets-effekten.
Regelbundna, uppåt pekande vingar har ett antal nackdelar, en av dem är deras induktion av lyft på vingen när deras roder avböjs , vilket ger ett oönskat rullande ögonblick och förhindrar att rulla flygplanet in i den avsedda svängen. Nedåtpekande winglets hjälpte till att göra flygplanet flygbart utan datorkontroll, eftersom de hjälper till med
- riktningsstabilitet, möjligt genom deras bakre position på grund av den höga vings svepvinkel
- rullande ögonblick med roderavböjning, rullande flygplanet i riktning mot svängen som styrs av roder.
Den höga svepvinkeln valdes för den höga -subsonic flight regime för vilken produktionsversion som helst och för att avböja den återvändande radarsignalen bort från avsändaren. of Prey är en design med två lobar (se detta svar för mer information)
Kommentarer
- Hur skapas denna virvellyft? Jag har aldrig hört talas om det förut. Den enda hissen jag har hört talas om är höga och låga tryck på vingen. Har deltavingar ett annat sätt att producera lyft?
- @Ethan: Se detta svar för en förklaring. Lyft produceras fortfarande av lågt tryck ovanför vingen, men mekanismen för att uppnå detta låga tryck är annorlunda i deltavingar vid hög attackvinkel.