Configurația aripii aeronavei

Configurația aripii aeronavelor cu aripă fixă ​​(inclusiv planoarele ) este aranjarea ascensorului și a suprafețelor asociate.

Modelele de aeronave sunt adesea clasificate după configurația aripilor. De exemplu, Supermarine Spitfire este un monoplan convențional , cu aripi joase, drept-eliptice, cu aripi joase, cu un raport de aspect moderat și un unghi intern mic.

În istoria aviației, au fost folosite multe opțiuni de configurare a aripilor. Uneori, distincția dintre ele este neclară. Acest lucru este valabil mai ales pentru aripile cu geometrie variabilă și tipurile combinate (închise). De exemplu, aripile multor luptători moderni pot fi descrise fie ca delte compuse tăiate, cu o margine de fugă măturată (în față sau în spate), fie ca aripi înclinate ascuțite, cu extensii mari de rădăcină la marginea anterioară . Majoritatea aeronavelor cu aripă fixă ​​au aripi stânga și dreapta simetrice. Strict vorbind, o astfel de pereche de aripi se numește avion cu aripi.

Numărul și locația avioanelor principale

Aeronavele cu aripi fixe pot avea un număr diferit de aripi:


aripă joasă

Aripa mijlocie

aripa umărului

aripă înaltă

Umbrelă de soare cu aripi

O aeronavă cu aripă fixă ​​poate avea mai multe avioane cu aripi, unul deasupra celuilalt:

Biplan Biplan cu deschidere inegală Un plan și jumătate Sesquiplan inversat
Biplanul lui Busemann în secțiune transversală
Triplan cvadriplan Multiplan

În designul offset, aripa superioară este situată ușor în față sau în spatele celei inferioare. S-a crezut mult timp că acest lucru reduce interferențele cauzate de amestecarea aerului de joasă presiune deasupra aripii inferioare cu aerul de înaltă presiune de sub aripa superioară; cu toate acestea, îmbunătățirea este minimă și principalul său beneficiu este accesul îmbunătățit la fuzelaj . Aceasta este o întâmplare comună în multe biplane și triplane de succes, cum ar fi Beech 17 Staggerwing .

biplan nedeplasat Offset înainte Decalat înapoi

Designul aripii tandem are două aripi, una în spatele celeilalte. Unele tipuri timpurii aveau stive tandem de mai multe avioane, cum ar fi barca zburătoare Caproni Ca.60 cu nouă aripi cu trei stive tandem de trei avioane.

O aripă cruciformă  este un set de patru aripi individuale dispuse în formă de cruce. Crucea poate lua una din două forme:

  1. Aripile sunt distanțate uniform pe întreaga secțiune transversală a fuzelajului, situate în două planuri în unghi drept, ca la o rachetă tipică .
  2. Aripile sunt dispuse împreună în același plan orizontal în jurul unei axe verticale, ca într-o aripă cruciformă sau X - rotor [5] .
Rachetă cu aripă cruciformă Aripă fixă ​​cruciformă sau rotor X

Suport de aripi

Pentru a se susține, o aripă trebuie să fie rigidă și puternică și, prin urmare, poate fi grea. Adăugând o fixare externă, greutatea poate fi redusă semnificativ. Inițial, această fixare a fost întotdeauna prezentă, dar provoacă multă rezistență la viteze mai mari, așa că nu a mai fost folosită de la începutul anilor 1930.

Tipuri de suport:

grindă cantilever strut aripa aripă întărită

Un aspect cu mai multe planuri poate avea unul sau mai multe „locuri”, care sunt locații create prin adăugarea de rafturi între planuri. De exemplu, De Havilland Tiger Moth  este un biplan cu un singur compartiment , în timp ce avionul de luptă Bristol F.2  este un biplan cu două locașuri.

Biplan cu un singur compartiment Biplan cu două compartimente
aripa cutie Aripă cutie inelară Aripă cilindrică inelară Aripa unită
Aripă plată inelară aripă de diamant

Aripile pot fi, de asemenea, rigide sau flexibile. Cele rigide au o suprafață suficient de rigidă pentru a menține un profil aerodinamic în diferite condiții de flux de aer. Aripa rigidă poate avea un suport exterior și/sau o acoperire din material textil.

Suprafața aripii poate fi flexibilă, de obicei o membrană subțire [13] . Necesită fixare externă și/sau presiunea vântului pentru a menține forma profilului aerodinamic. Tipurile comune includ aripa Rogallo , parafoilul și majoritatea zmeelor . În caz contrar, o structură rigidă poate fi proiectată să se flexeze, fie pentru că este în mod inerent aeroelastică , ca într- o aripă aeroizoclinică , fie pentru că sunt introduse în mod activ modificări de formă.

Aripă deltă rigidă [14] Aripă flexibilă Rogallo

Forma planului aripii

Forma aripii este proiecția aripii pe un plan, atunci când este privită de sus sau de jos.

Extensie aripă

Raportul de aspect al aripii  este lungimea aripii împărțită la valoarea medie sau medie. Aceasta este o măsură a cât de lungă și subțire apare aripa când este privită de sus sau de jos.

Cele mai multe configurații cu geometrie variabilă modifică raportul de aspect într-un fel, intenționat sau ca efect secundar.

Schimbarea coardei aripii

Coarda aripii poate fi variată de-a lungul anvergurii aripii atât din motive structurale, cât și aerodinamice.

Acord constant ascuţit Conicitate inversă Conic Coardă constantă cu o secțiune exterioară conică
Eliptic semi-eliptice
aripă de pasăre liliac Circular Farfurie zburătoare Aripă inelară plată
deltă fără coadă delta cozii Delta decupată Delta compozită lanceta delta

Maturarea aripilor

Aripile pot fi trase înapoi sau uneori înainte din diverse motive. Un grad mic de măturare este uneori folosit pentru a regla centrul de suspensie atunci când aripa nu poate fi asigurată în poziția ideală din orice motiv, cum ar fi vizibilitatea pilotului din cabina de pilotaj. Alte utilizări sunt descrise mai jos.

Unele tipuri de geometrie variabilă modifică întinderea aripii în timpul zborului:

aripă dreaptă Mătura inversă Mătura înainte Aripă rotativă aripă oblică

Unghiul aripii înclinate poate fi, de asemenea, modificat:

Semicerc săgeată curbată Aripă în formă de M Aripa W


Asimetric: la unele aeronave, părțile din stânga și din dreapta nu sunt imagini în oglindă una cu cealaltă [22] :

Dispoziție asimetrică Intervalul asimetric contracarează cuplul

moment

Geometrie variabilă

Înclinarea diedrică și anedrică a aripilor

Înclinați aripile în sus sau în jos în intervalul de la rădăcină până la vârf poate ajuta la rezolvarea diferitelor probleme de design, cum ar fi stabilitatea și controlul zborului.

Unele biplane au grade diferite de diedru/angedral pe aripi diferite. Sopwith Camel avea o aripă superioară plată și un diedru pe aripa inferioară, în timp ce Hanriot HD-1 avea un diedru pe aripa superioară, dar niciunul pe aripa inferioară.

Diedru

 

Anedral

 

Biplan cu două aripi diedre Biplan cu diedru

aripa inferioară

Într-o aripă curbată sau poliedrică, unghiul diedrului variază de-a lungul deschiderii [23] .

aripă de pescăruş Aripă de pescăruş inversată Margini curbate margini înclinate
Aripa Canalului

Aripă și fuselaj

Unele modele nu au o legătură clară între aripă și fuselaj sau caroserie. Acest lucru se poate datora faptului că unul sau altul dintre ele lipsește sau pentru că se contopesc unul în celălalt:

aripă zburătoare Cocă-aripă mixtă Corpul rulmentului

Unele modele pot aparține mai multor categorii, în funcție de interpretare, de exemplu, multe vehicule aeriene fără pilot pot fi considerate fie un corp de aripă mixtă fără coadă, fie o aripă zburătoare în coardă centrală adâncă.

Geometrie variabilă

O aeronavă cu geometrie variabilă este capabilă să-și schimbe configurația fizică în timpul zborului. Unele tipuri de aeronave cu geometrie variabilă asigură o tranziție între configurațiile cu aripă fixă ​​și aripa rotativă.

Proiecție orizontală variabilă

Aripă rotativă aripă oblică

 

aripă telescopică

 

Aripă extinsă sau evazată

 

Aripă pliabilă

Coardă schimbabilă

Acoperire variabilă Îndoire variabilă Grosime variabilă

Polimorfism

O aripă polimorfă este capabilă să modifice numărul de aripi în zbor. Prototipurile de „luptător pliabil” ale lui Nikitin-Shevchenko s- ar putea transforma între configurații biplan și monoplan după decolare, prin plierea aripii inferioare într-o cavitate din aripa superioară.

Aripa de derapaj este o variație a ideii polimorfe prin care un monoplan cu aripă joasă a fost echipat cu o a doua aripă de derapaj detașabilă pentru a ajuta la decolare, care a fost apoi lăsată după decolare. Ideea a fost implementată pentru prima dată pe Hillson Bi-mono experimental .

aripă polimorfă aripă culisantă

Note

  1. Taylor, J. (Ed.), Jayne's all the world's aircraft 1980-81, Jane's (1980)
  2. Green, W.; Avioane de război ale celui de-al doilea război mondial, Vol. 5, Bărci zburătoare , Macdonald (1962), p.131
  3. MONOPLAN • Marea enciclopedie rusă - versiune electronică . bigenc.ru . Preluat la 18 iulie 2021. Arhivat din original la 2 decembrie 2020.
  4. Multiplane: A Crazy Plane with 1000 Wings . Mecanici populare . Preluat la 18 iulie 2021. Arhivat din original la 13 decembrie 2020.
  5. Sikorsky S-72: un hibrid neobișnuit avion-elicopter . Mecanici populare . Preluat la 18 iulie 2021. Arhivat din original la 18 iulie 2021.
  6. Despre diagramele de putere structurală ale elementelor corpului aeronavei. Partea 1. Fuzelaj. | Aviația de înțeles pentru toată lumea.  (rusă)  ? . Preluat la 18 iulie 2021. Arhivat din original la 18 iulie 2021.
  7. PROIECTARE ȘI SCHEME STRUCTURAL-PUTERE ALE ARIPII . infopedia.su . Preluat la 18 iulie 2021. Arhivat din original la 18 iulie 2021.
  8. Kroo, I. (2005), „Nonplanar Wing Concepts For Increased Aircraft Efficiency”, Seria de prelegeri VKI despre configurații inovatoare și concepte avansate pentru viitoarele aeronave civile 6-10 iunie 2005
  9. Aripi nonplanare: sisteme închise . web.archive.org (11 august 2011). Preluat: 22 iulie 2021.
  10. Lee-Richards anular monoplane  (engleză)  // Wikipedia. — 2021-05-01.
  11. Sugestia 2: Ligeti Stratos . projetplaisir.free.fr . Preluat la 22 iulie 2021. Arhivat din original la 2 ianuarie 2022.
  12. Edwards Romboidal   // Wikipedia . — 2020-12-12.
  13. Aripă flexibilă   // Wikipedia . — 2021-07-11.
  14. Despre măturarea aripii... | Aviația de înțeles pentru toată lumea.  (rusă)  ? . Preluat la 22 iulie 2021. Arhivat din original la 22 iulie 2021.
  15. Aripi  dreptunghiulare . Zburând . Preluat la 22 iulie 2021. Arhivat din original la 23 iulie 2021.
  16. Republic XF-91 Thunderceptor   // Wikipedia . — 2021-06-11.
  17. Alexandru de Seversky . www.centennialofflight.net _ Preluat la 23 iulie 2021. Arhivat din original la 23 iulie 2021.
  18. Jonathan Roger Potts. Aerodinamica aripii discului . - Universitatea din Manchester, 2005. Arhivat din original pe 23 iulie 2021.
  19. Aripa Delta   // Wikipedia . — 17.07.2021.
  20. Centrul de greutate al unei aeronave   // ​​Wikipedia . — 2021-07-05.
  21. Blohm & Voss P 188   // Wikipedia . — 21.04.2021.
  22. Avioane asimetrice  (engleză)  // Wikipedia. — 2020-10-15.
  23. Ernst Heinrich Hirschel, Horst Prem, Gero Madelung. Cercetarea aeronautică în Germania: de la Lilienthal până astăzi . — Springer Science & Business Media, 2004-02-12. — 746 p. — ISBN 978-3-540-40645-7 . Arhivat pe 30 iulie 2021 la Wayback Machine
  24. Aripă de pescăruş   // Wikipedia . — 25.11.2020.
  25. Corpul aripii amestecat   // Wikipedia . — 27.07.2021.
  26. Akaflieg Stuttgart fs29  //  Wikipedia. — 16.04.2021.
  27. Corporația Bonnier. Știința Populară . — Bonnier Corporation, 1932-11. — 118 p. Arhivat pe 31 iulie 2021 la Wayback Machine
  28. Aripa cu incidență variabilă   // Wikipedia . — 2021-04-11.
  29. Aripă cu cambra variabilă   // Wikipedia . — 27.01.2021.
  30. Reviste Hearst. Mecanici populare . — Hearst Magazines, 1931-01. — 292 p. Arhivat pe 31 iulie 2021 la Wayback Machine