Самолет с 4 крыльями: Самолет с четырьмя крыльями летает в 7 раз быстрей — Новостной портал Амурлента

Содержание

Самолет С Двумя Крыльями, Расположенными Одно Над Другим 6 Букв

Решение этого кроссворда состоит из 6 букв длиной и начинается с буквы Б

Ниже вы найдете правильный ответ на Самолет с двумя крыльями, расположенными одно над другим 6 букв, если вам нужна дополнительная помощь в завершении кроссворда, продолжайте навигацию и воспользуйтесь нашей функцией поиска.

ответ на кроссворд и сканворд

Четверг, 4 Апреля 2019 Г.

БИПЛАН

предыдущий следующий

ты знаешь ответ ?

ответ:

связанные кроссворды

Биплан

Самолет с двумя крыльями, расположенными одно над другим по обе стороны фюзеляжа
Самолет с двумя плоскостями крыльев

Биплан

Самолет с двумя крыльями, расположенными одно над другим по обе стороны фюзеляжа 6 букв
Самолет с двумя плоскостями крыльев 6 букв
Самолет, имеющий два крыла, расположенных друг над другом 6 букв
Самолет, имеющий по два крыла друг над другом с каждой стороны) 6 букв

Крылья самолетов будущего? Их сделают другими

Пол Маркс
BBC Future

12 февраля 2016

Подпишитесь на нашу рассылку ”Контекст”: она поможет вам разобраться в событиях.

Автор фото, Flexsys

Вместо нынешних шумных закрылков самолеты следующего поколения, возможно, будут снабжены крыльями с тихими адаптивными подвижными элементами, выяснил обозреватель BBC Future.

Сто с лишним лет назад братья Уилбур и Орвилл Райт подняли в небо конструкцию, ставшую не просто первым управляемым летательным аппаратом тяжелее воздуха, но и первым самолетом, в котором была реализована концепция перекашивания крыла.

Летчик в полете при помощи проволочных тросов изменял форму деревянной конструкции крыла, обтянутой материей, за счет чего обеспечивалась управляемость самолетом.

Но вскоре после этого другие пионеры авиации, в том числе известный американский авиаконструктор Гленн Кертис, предпочли другой путь.

Они стали использовать отклоняющиеся панели крыла в качестве элеронов (подвижных плоскостей на задней кромке крыла, помогающих самолету разворачиваться) — отчасти в попытке избежать проблем с братьями Райт, к тому времени запатентовавшими свое решение. Но также и потому, что постоянное отклонение деревянной рамы крыла в конечном счете могло привести к ее поломке.

Другие статьи сайта BBC Future на русском языке

С тех пор отклоняемые поверхности крыла используются по всему миру — этот принцип реализован в конструкции рулей направления и высоты, закрылков, элеронов и интерцепторов.

Отклоняемые поверхности изменяют профиль крыла или хвостового оперения, заставляя самолет двигаться в заданном пилотом направлении.

Автор фото, Boeing

Подпись к фото,

Оснастив крыло самолета Boeing 777X складными секциями, производитель рассчитывает добиться существенной экономии топлива

Пропустить Подкаст и продолжить чтение.

Подкаст

Что это было?

Мы быстро, просто и понятно объясняем, что случилось, почему это важно и что будет дальше.

эпизоды

Конец истории Подкаст

Но вскоре на смену многолетней конструкторской традиции может прийти новая концепция — специалисты в Европе и США исследуют возможность применения современных прочных, эластичных материалов и сервомоторов для создания меняющего профиль крыла по мотивам идеи Уилбура и Орвилла.

Актуальность исследований вызвана ужесточением требований к топливной эффективности самолетов перед лицом глобального потепления.

Авиастроители изыскивают возможности создания более экологически чистых летательных аппаратов с целью сократить объемы выбрасываемых в атмосферу парниковых газов.

Ожидается, что за счет применения крыльев изменяемого в полете профиля самолеты будут потреблять меньше горючего, говорит Пит-Кристоф Велкен, инженер-прочнист, работающий в бременском подразделении авиастроительной корпорации Airbus.

Кроме того, отмечает он, если удастся реализовать сопряжение нескольких органов управления разных типов — например, закрылков и элеронов — в единую конструкцию, уменьшится и вес самих самолетов.

Однако прежде чем крыло изменяемого профиля начнут применять на топливоэффективных самолетах будущего, регулярным гостем аэропортов по всему миру станет Boeing 777X.

У этого авиалайнера, который должен поступить в эксплуатацию в 2020 г., крыло будет изменять форму не в полете, а на земле.

Boeing 777X планируют оснастить крылом со складными внешними секциями, каждая длиной 3,5 м, поднимающимися вертикально для парковки и во время руления и раскладывающимися горизонтально непосредственно перед взлетом.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Выпущенные закрылки изменяют профиль крыла. Их недостатками являются увеличение лобового сопротивления, приводящее к повышенному расходу топлива, и высокий уровень шума

Boeing 777X будет напоминать палубные истребители, крыло которых складывается после посадки, чтобы разместить как можно больше самолетов в подпалубных ангарах авианосца. Однако данная технология ранее не применялась в гражданской авиации.

Идея Boeing заключается в том, чтобы оснастить двухдвигательный авиалайнер крылом сверхбольшого размаха (71,8 м).

Компьютерные симуляции показывают, что такое крыло обеспечит воздушному судну очень низкий расход топлива в крейсерском режиме полета.

А при складывании внешних секций крыла на земле его размах будет составлять всего 64,8 м, то есть будет равным размаху крыла нынешней версии Boeing 777.

Так что новый самолет безо всяких проблем впишется в нынешнюю ширину аэропортовых взлетных полос и рулежных дорожек.

Впрочем, оснащение крыла складными секциями представляет определенные технические трудности — необходимо обеспечить их надежную фиксацию в раскрытом положении в течение всего полета. Ведь если одна из двух секций не встала на замки, или ее заело в сложенном состоянии, это приведет к опасной потере аэродинамической устойчивости самолета.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Крылья многих палубных самолетов складываются для экономии места на авианосце

До начала эксплуатации 777X остается четыре года, и на текущем этапе Boeing не слишком словоохотлив относительно того, каким образом его конструкторы собираются добиться надежности работы крыла.

Однако представители компании рассказали известному американскому авиационному изданию Aviation Week о том, что соответствующие испытания уже проводятся — включая ресурсные испытания, призванные показать, насколько эффективно система фиксации замыкания складных секций будет функционировать в условиях ожидаемого износа, вызванного эксплуатационными нагрузками.

Кроме того, композитное крыло со складными секциями должно будет выдерживать такие же предельные нагрузки, как и крылья гражданских самолетов традиционной конструкции.

Впрочем, после того как прочностные испытания другой модели производителя, Boeing 787, продемонстрировали способность его композитного крыла в течение 20 секунд, не ломаясь, находиться в таком изогнутом положении, что его оконцовка поднимается выше верхушки вертикального стабилизатора, компания уверена в том, что сможет обеспечить необходимую прочность конструкции крыла 777X.

Адаптивный профиль

А в 2025-2030 гг. авиаконструкторы, возможно, внедрят и более масштабный принцип изменения профиля крыла.

Как гласит история, Уилбур Райт как-то вертел в руках картонную коробку из-под велосипедных камер в магазинчике, которым заправлял вместе с братом, и обратил внимание на то, что сгибание стенок коробки приводит к изменению их поверхности подобно изменению профиля голубиного крыла в полете.

Братья Райт реализовали этот принцип сначала в планере, собранном ими в 1902 г., а затем, годом позже, и в конструкции знаменитого моторного Flyer.

При помощи проволок-тросов они изменяли форму «коробки» крыла биплана, управляя его полетом в трех измерениях.

В наши же дни подобный принцип изменения профиля крыла исследуется в рамках двух проектов.

В ЕС недавно завершилась 4-летняя программа Smart Intelligent Aircraft Structures (Saristu), работы по которой возглавляла штаб-квартира Airbus во французской Тулузе.

Автор фото, Boeing Getty Images

Подпись к фото,

Авиастроительные компании отходят от традиционного представления о внешнем виде самолетов; на рисунке — концепция летательного аппарата схемы «смешанное крыло», разрабатывавшейся корпорацией Boeing

А в США авиастроительная компания Flexsys, расположенная в г. Энн-Арбор, штат Мичиган, участвует в более масштабном проекте совместно с НАСА и Исследовательской лабораторией ВВС США.

В программе Saristu стоимостью 51 млн евро, работу по которой координировал Велкен, был задействован ряд авиакосмических предприятий по всей Европе. В августе 2015 г. завершился первый этап продувок модели в аэродинамической трубе.

По словам Велкена, одна из основных задач программы — попытаться найти решение насущной проблемы авиастроения.

Сейчас самолеты конструируются таким образом, что их наибольшая топливная эффективность достигается при полете на больших высотах. Но с ростом интенсивности воздушного движения диспетчерам зачастую приходится отказывать экипажам в занятии наиболее удобных эшелонов.

Если инженерам удастся разработать управляющие поверхности, изменяющие кривизну профиля крыла в зависимости от режима полета, аэродинамика самолета изменится, что увеличит его топливную эффективность практически во всем диапазоне высот.

«Это заветная мечта авиаконструкторов», — говорит Велкен.

Чтобы добиться необходимого эффекта, потребуется создать целый набор адаптивных элементов механизации крыла, включая переднюю и заднюю кромки, а также, возможно, внешние секции изменяемого профиля.

В рамках программы Saristu инженеры рассмотрели все эти варианты, а также проработали возможные методы обеспечения устойчивости конструкции крыла к попаданиям молний и защиты его от обледенения.

Однако главным объектом европейского и американского исследований были закрылки — удлиненные панели на задней кромке крыла, отклоняющиеся вниз для увеличения подъемной силы на низких скоростях при взлете и посадке.

«Закрылки традиционной формы громоздки, шумны и неспособны адаптироваться к постоянным незначительным изменениям в атмосферных и высотных условиях при перелетах на большую дальность», — отмечает Род Хилл, один из директоров проекта Flexsys.

«В результате увеличивается лобовое сопротивление, возрастает расход топлива, и самолет менее эффективно выдерживает оптимальный режим при изменении профиля полета».

Крыло изменяемой формы

По словам Велкена, чрезвычайно важно, чтобы испытания крыла изменяемой формы проводились на полномасштабных моделях.

Аэродинамические характеристики подобной конструкции, а также воздействующие на нее силы трения настолько сильно меняются при масштабировании, что тесты на уменьшенной модели не дадут те же результаты, что продувки макета в натуральную величину.

Именно поэтому команда Saristu разработала закрылок изменяемого профиля для гипотетического авиалайнера вместимостью 90 пассажиров — причем адаптивной у него является лишь задняя кромка шириной в 50 см.

Секцию закрылка длиной 4,9 м подвергли серии продувок в аэродинамической трубе московского Центрального аэрогидродинамического института (ЦАГИ).

Профиль адаптивной задней кромки изменялся в зависимости от условий «полета» благодаря десяти электрическим приводам.

Результаты продувок оказались на удивление обнадеживающими: по словам Велкена, самолет, снабженный подобными закрылками, будет расходовать на 6,5% меньше топлива на рейсах стандартной протяженности по сравнению с современными воздушными судами.

А использование передних кромок и оконцовок крыла, изменяющих профиль в полете, сулит еще большую топливную эффективность.

Автор фото, Getty

Подпись к фото,

Конструкторский гений братьев Райт снова востребован

У новой технологии имеются и другие потенциальные преимущества. Если вам когда-либо доводилось слышать заходящий на посадку самолет, завывающий подобно расстроенному музыкальному инструменту, знайте: этот звук издают вибрирующие выпущенные закрылки.

Основной плюс комбинированных адаптивных элементов механизации заключается в том, что покрывающий их прочный, эластичный полимер будет закрывать и щели между отклоняемыми поверхностями и основной конструкцией крыла.

Но найти материал для обшивки крыла, способной сохранять эластичность во всем диапазоне эксплуатационных температур — непростая задача.

«На крейсерском участке полета температура за бортом составляет -55°C, но на перроне, скажем, в аэропорту Абу-Даби она может достигать +80°C», — говорит Велкен.

«Поэтому нам было очень важно подобрать правильный материал. Мы остановились на модифицированном варианте силиконового эластомера, изначально разработанного для космической отрасли».

Участники американского проекта Flexsys также признают особую важность правильного выбора материала для внешнего покрытия крыла изменяемого профиля.

«Наш материал, отвечающий требованиям авиакосмических стандартов, может создавать свыше 4,9 метрической тонны подъемной силы и при этом сохранять гибкость», — говорит Хилл.

«Он способен выдерживать диапазон температур от -54°C до +82°C, а также воздействие агрессивных химических сред; испытания подтвердили, что срок его службы в пять раз дольше, чем у материалов, используемых в конструкции нынешних коммерческих самолетов».

Автоматизация управления механизацией крыла изменяемого профиля не должна представлять большой проблемы.

Самолеты Boeing 787 и Airbus A350, снабженные электронно-дистанционными системами управления, уже сейчас автоматически изменяют аэродинамический профиль крыла за счет постоянных коррекций изменений органов управления в ходе полета.

«Закрылки и интерцепторы движутся без вмешательства экипажа, автоматически оптимизируя расход топлива», — говорит пилот Ричард де Креспни (написавший книгу «Рейс QF32» о том, как экипаж, возглавляемый им, успешно посадил лайнер Airbus A380 австралийской авиакомпании Qantas после того, как в результате взрыва одного из двигателей оказались перебиты 600 проводов дистанционного управления).

«Я вижу огромный потенциал в использовании крыльев изменяемой формы, — говорит Де Креспни. — Широкофюзеляжные авиалайнеры следующего поколения, которые поступят в эксплуатацию к 2050 г., должны быть примерно на 12,5% более топливоэффективными, чем самые экономичные самолеты сегодняшнего дня».

Европейское агентство воздушного транспорта EASA уже запросило у Велкена и его коллег детальный анализ возможных отказов разрабатываемых ими элементов крыла изменяемой формы и связанных с этим опасностей.

Если управление адаптивными элементами будет утрачено на одном полукрыле, изменение профиля другого полукрыла приведет к асимметричной подъемной тяге.

«Это может привести к особенно серьезным проблемам в случае отказа одного из двигателей. Мы должны добиться того, чтобы оба полукрыла работали синхронно», — говорит Велкен.

Хилл видит символизм в том, что идеи братьев Райт спустя столько лет снова становятся популярными.

«Открытие ими принципа изменения поверхности крыла опередило свое время. Их работа по изучению свойств конструкций из дерева и ткани помогло нам в развитии методов эффективного использования естественной гибкости современных материалов».

То, что изобретения двух велосипедных механиков из Дейтона, штат Огайо, по-прежнему вдохновляют авиаконструкторов 100 с лишним лет спустя после первого полета, является свидетельством их гения.

И если самолетам с крыльями изменяемого профиля действительно суждено увидеть небо, это станет еще одним вкладом братьев Райт в развитие авиации.

Прочитать оригинал этой статьи на английском языке можно на сайте BBC Future.

как летал необычный самолет с арочным крылом

В Государственном музее авиации Украины есть странный экспонат. Это небольшой спортивный самолет, числящийся как «Изделие 181» АНТК имени О. Антонова. Бросается в глаза форма его крыльев – под пропеллерами они необычным образом выгнуты, образуя полуарки. Неужели подобная конфигурация могла положительно повлиять на аэродинамику? И вообще – что это такое? Летала ли эта машина?

Тим Скоренко

Как ни странно, у «антоновской» машины длинная история, корнями уходящая к самым истокам авиационной промышленности. Известно, что миром движет бизнес, в том числе и миром авиации. Человек может стать мировой знаменитостью и сделать огромное состояние всего на одном значимом патенте, на одном революционном изобретении. Так и пенсильванский инженер Уиллард Рей Кастер искренне верил в придуманную им аэродинамическую схему и практически положил жизнь на внедрение ее в реальность.

Кастер носил гордую фамилию — он был потомком знаменитого генерала Джорджа Кастера, героя гражданской войны в США, прославившегося безрассудством, бешеным темпераментом и храбростью. В какой-то мере Уиллард перенял родовые черты. В 1925 году он, молодой инженер, недавний выпускник, чинил сорванную ветром крышу сарая, и ее изогнутая форма навела его на интересную мысль — почему бы не придать подобную конфигурацию самолетному крылу? Если ветер слабым порывом сорвал крышу, он же сможет создать подъемную силу и для самолета! В 1928 году Кастер создал первую модель с крылом так называемой арочной конфигурации, а годом позже получил и соответствующий патент.

Модель подтвердила догадки Кастера. Крыло действительно создавало большую подъемную силу на малых скоростях. Теоретически полноценный самолет такого типа смог бы взлетать почти вертикально при очень коротком разбеге. Оставалось претворить патент в жизнь.

Уиллард Кастер и серия CCW

Поиски финансирования и технические вопросы несколько оттянули реализацию идеи Кастера. Лишь в 1939 году он зарегистрировал собственную компанию National Aircraft Corporation, а тремя годами позже из цеха выехал первый настоящий самолет CCW-1 (Custer Channel Wing). Это была одноместная, сугубо экспериментальная машина, предназначенная для демонстрации преимуществ схемы. В движение она приводилась двумя 75-сильными двигателями Lycoming O-145 с толкающими пропеллерами. 12 ноября 1942 года самолет совершил первый — вполне успешный — полет. Правда, с посадкой дела не задались — она была жесткой, шасси подломились, и самолет проехался «на брюхе». Далее последовали 300 часов летных испытаний, в ходе которых оказалось (Кастер сам этого не ожидал), что машина может лететь вообще без крыльев — только арки и пропеллеры внутри них!

В таком «урезанном» варианте CCW-1 заинтересовал военных. В качестве эксперта пригласили престарелого уже Орвила Райта, и тот порекомендовал машину для военной тестовой программы. И вот тут против Кастера сыграло стандартизированное, линейное военное мышление. Бескрылый CCW-1 создавал такую же подъемную силу, как обычные крылатые аналоги, а скорость имел меньшую. То, что он умел взлетать почти вертикально, никого не заинтересовало — для таких целей перспективнее были вертолеты. И Кастер получил отказ.

Сегодня CCW-1 хранится в Национальном музее авиации и космонавтики в Вашингтоне. Так или иначе, Кастер доказал, что схема по меньшей мере может летать, и построил самолет CCW-2, тоже одноместный и экспериментальный. Конструктор взял готовый фюзеляж от самолета Taylorcraft BC-12, заменив единственный центрально расположенный двигатель двумя на крыльях своей схемы, опять же с толкающими пропеллерами. CCW-2 поднялся в воздух 3 июля 1948 года и суммарно налетал порядка ста часов. Практика показала, что и для взлета, и для посадки ему хватало полосы длиной 20 м, но в летных качествах он здорово проигрывал своим традиционным конкурентам, в частности популярному легкому самолету Piper J-3 Cub.

Интересно, что с точки зрения математической аэродинамики Кастер был совершенно прав. Подъемная сила тем выше, чем выше скорость потока по верхней кромке крыла относительно нижней. Полукруглые каналы-арки действительно пропускали поток сверху с более высокой скоростью, чем снизу; этому способствовал расположенный в арке толкающий пропеллер — в теории все было идеально. Более того, подобная форма позволяла не только проще взлетать и садиться, но лучше контролировать самолет в воздухе, особенно на низких скоростях. Казалось, что Кастер придумал идеальную схему для воздушной акробатики или для самолетов-тихоходов, работающих, например, в сельском хозяйстве.

Только вот практика разошлась с теорией. Самолет показал обыденные результаты, а в производстве профилей крыла был очень сложен. Военные, наблюдая за сомнительным полетом CCW-1, отметили и еще один минус: в случае отказа одного двигателя самолет невозможно было удержать на втором. А для боевой машины это существенно.

Но Кастер не сдался, и в 1953 году появился третий самолет — модель CCW-5 — полноценный пятиместный аппарат с фюзеляжем от машины Baumann Brigadier (индексы «3» и «4» получили машины, оставшиеся на бумаге). Самолет приводился в движение двумя шестицилиндровыми двигателями Continental O-470 мощностью по 225 л.с. каждый. 13 июля 1953 года самолет впервые поднялся в воздух — и проявил себя очень хорошо. Испытания показали, что более массивная и тяжелая машина выигрывает за счет конфигурации значительно больше, чем маленькие одноместные «колибри». Максимальная скорость самолета была невелика — 354 км/ч (конкуренты в классе развивали до 500 км/ч), но зато он мог контролируемо лететь на очень низких скоростях — до 20 км/ч! Для взлета с 670-килограммовой нагрузкой CCW-5 хватало 28 м полосы.

К 1956 году Кастер планировал начать серийное производство, но вот заказов что-то не поступало. В результате второй экземпляр CCW-5 появился лишь в 1964 году — и это был единственный «серийный» самолет. От первого машина отличалась 260-сильной модификацией двигателей. Модель дошла до наших дней и хранится в авиационном музее Рединга (Пенсильвания). К тому времени Кастер был уже немолод. Он разочаровался в идее — просто устал за нее бороться. У него было несколько десятков авиационных патентов, приносивших ему неплохой доход, и он ушел на покой. Но его оригинальная идея забыта не была.

Центральная арка

Пока Уиллард Кастер трудился над своими самолетами в Америке, конструктор компании Rhein Flugzeugbau GmbH немец Ханно Фишер, вдохновившись его идеями, построил в 1960 году оригинальнейшую машину под названием Rhein-Flugzeugbau RF-1. Фишеру пришло в голову сделать не два канала-арки, а один — посередине. Машина с цельнометаллическим фюзеляжем оснащалась двумя двигателями Lycoming O-540-A1A суммарной мощностью 250 л.с., приводившими единственный толкающий пропеллер. Самолет совершил всего один полет 15 августа 1960 года, но от его производства (и даже от создания второго прототипа) отказались — чересчур сложной по сравнению с обычными самолетами получилась конфигурация, ее плюсы просто не окупали себя.

Интересно, что причиной такого технического решения было вовсе не желание Фишера улучшить конструкцию. Идея Кастера с двумя двигателями на арочных крыльях была несомненно проще и удобнее. Проблема состояла в том, что Кастер сумел защитить свою идею таким количеством патентов, что другие авиастроители физически не могли их обойти. Центральная конфигурация арки (можно сказать, фюзеляж арочного типа) была единственно возможным обходным путем, но он не оправдал себя.

Противоборство с Osprey

Как ни странно, в 1980-х Уиллард Кастер все-таки получил шанс реализовать свою идею и продвинуться дальше прототипа. В 1981 году, после провала операции «Орлиный коготь» в Иране министерство обороны США объявило конкурс на летательный аппарат, способный подниматься вертикально, подобно вертолету, и при этом перевозить солдат и грузы на высокой, «самолетной» скорости. Для Кастера это был вызов. Началась разработка машины, которую должна была построить компания Product Development Group, — она и предложила Кастеру вернуться к его схеме.

К 1985 году была разработана машина CCW P-20 Raider. Теоретические сравнения с обычными самолетами, вертолетами и разрабатываемым по той же программе конвертопланом однозначно демонстрировали выигрыш арочной схемы по всем позициям — и по грузоподъемности на единицу мощности, и по полезной массе груза, и по другим характеристикам. Но и здесь вмешалась судьба — в декабре 86-летний Кастер скончался. На базе его разработок было спроектировано второе поколение, модель P-50 Devastator. На ней было применено новое решение — крылья не просто изгибались в форме перевернутой арки, но и имели дополнительные перемычки, а сама арка смещалась к передней кромке крыла. Это придавало крылу дополнительную жесткость.

Но, конечно, без Кастера проект не мог быть завершен — именно он был движущей силой всей истории. Обе машины остались только на бумаге, а конкурс выиграла совместная работа компаний Bell Helicopter и Boeing Helicopters — знаменитый ныне конвертоплан Bell Boeing V-22 Osprey, несмотря на то что его характеристики на бумаге сильно отставали от CCW.

Немного СССР

Со смертью Кастера идея, казалось бы, канула в Лету, как многие хорошие идеи за отсутствием энтузиаста. Но были еще советские конструкторы. Они, во-первых, не слишком беспокоились по поводу нарушения чужих патентных прав, а во-вторых, умели грамотно использовать и развивать хорошие идеи — как собственные, так и заимствованные. В итоге в конце 1980-х годов в киевском КБ Антонова разработали собственный самолет с арочным крылом — точь-в-точь повторяющий по конфигурации классические CCW-1, CCW-2 и CCW-5.

Единственной целью, которую преследовали создатели «Изделия 181» (официального наименования Ан-181 машина так и не получила), было практическое изучение арочной схемы. Легкий самолет получил V-образное хвостовое оперение, не убирающееся в корпус шасси и чешский шестицилиндровый двигатель LOM М-337А, расположенный по центру и приводящий во вращение оба толкающих пропеллера. В теории машина должна была взлетать максимум после 50 м пробега и устойчиво двигаться в воздухе на скорости всего 40 км/ч.

Но проверить это на практике было не суждено. Самолет успели показать на авиашоу 1991 года в Гостомеле и провести ряд наземных испытаний. А потом Союз распался, и независимым украинским авиастроителям стало не до экстравагантных схем — нужно было как-то приспосабливаться к новым условиям выживания. «Изделие 181» длительное время пылилось в ангаре, а в 2010 году благодаря идеальному состоянию и уникальности конструкции нашло свое место в Государственном музее авиации Украины.

Интересно, что будущее у арочной схемы все-таки есть. Да, она сложная. Да, она применима в определенных, ограниченных областях — но применима в полной мере, со всеми своими преимуществами. Для отраслей, где управляемость важнее скорости, например в упомянутом уже сельском хозяйстве, подобные самолеты могут стать незаменимыми. Если, конечно, найдется энтузиаст, подобный Уилларду Кастеру, который снова начнет нелегкую борьбу за арочное крыло.

Есть ли будущее у самолетов с арочным крылом?

дизайн самолета — Почему нет 4-х крылатых самолетов?

Спросил 5 лет, 2 месяца назад

Изменено 1 год, 11 месяцев назад

Просмотрено 4k раз

$\begingroup$

Чем больше крылья, тем больше сопротивление. Так почему же у больших самолетов нет 4 меньших крыльев вместо 2 очень длинных?

самолетостроение
аэродинамика
самолет 92 \cdot A $$
Вам нужна определенная площадь крыла, чтобы выдержать вес самолета. Теперь вопрос: на сколько крыльев мы распределим эту площадь крыла? Более 80 лет ответ был: одно крыло (две половины крыла составляют одно крыло).
Классический биплан ушел в прошлое, однако были невероятно умные авиастроители, которые обратили внимание на конфигурацию длинного спаренного утка. Это действительно имеет большой смысл:
Источник изображения
Итак, чтобы ответить на ваш вопрос: есть самолетов с двумя крыльями. Просто люди их не покупают, а покупают скучные старые Цессны.
$\endgroup$
13
$\begingroup$
Бипланы — это вещь, и они были с самых первых дней полета.
Однако они впали в немилость, потому что на самом деле имеют на больше сопротивления, чем у соответствующего моноплана. Вам нужно не только такое же количество крыльев, но и дополнительная поддерживающая конструкция.
В качестве альтернативы, если вы думаете о двух крыльях, одно за другим, то турбулентность от переднего крыла резко уменьшит подъемную силу второго.
$\endgroup$
1
$\begingroup$
Бипланы и другие многокрылые конструкции страдают от соединения крыльев воздушным потоком. В частности, подъемная сила возникает из-за отклонения воздуха крылом вниз. Другое соседнее крыло теперь имеет дело с отклоненным воздухом, уменьшая его возможную подъемную силу. Как упоминалось ранее, реальная подъемная сила зависит от размаха на единицу подъемной силы, независимо от того, сколько задействовано поверхностей крыла (или горизонтального хвостового оперения). Cessna не полетела бы с 36 однофутовыми крыльями…
$\endgroup$
3
$\begingroup$
Я думаю, может быть несколько причин, по которым одно крыло является нормой. Во-первых, с точки зрения индуктивного сопротивления более длинное крыло, если оно конструктивно возможно, будет обеспечивать меньшее сопротивление, чем более короткое и толстое крыло. Чем больше удлинение (отношение размаха крыла к шнуру (ширине) крыла), тем меньше влияние вихрей законцовки крыла.
Во-вторых, как упоминалось в другом ответе, крыло за другим крылом видит нарушенный поток. Как этот поток будет нарушен, трудно предсказать при проектировании самолета 9.0005
$\endgroup$
2
$\begingroup$
«С большими крыльями больше сопротивление» не соответствует действительности — на самом деле наоборот (вдвойне верно, поскольку вы имеете в виду длину крыла, а не площадь). Сопротивление — это функция, основанная на многих вещах, одним из которых является коэффициент сопротивления (Cd), который сам состоит из многих частей (трение, давление и паразитные потери) и на который сильно влияет форма аэродинамических профилей. крыло, а также то, как конструктор работает над минимизацией вихрей потери законцовки.
Чем больше у вас «концов», тем они хуже, поэтому у самолетов поднимается только одно крыло (задняя часть не обеспечивает подъемной силы, поэтому имеет незначительные вихри потери законцовок).
$\endgroup$
Твой ответ
Зарегистрируйтесь или войдите в систему
Зарегистрируйтесь с помощью Google
Зарегистрироваться через Facebook
Зарегистрируйтесь, используя электронную почту и пароль
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но никогда не отображается
Опубликовать как гость
Электронная почта
Требуется, но не отображается
Нажимая «Опубликовать свой ответ», вы соглашаетесь с нашими условиями обслуживания, политикой конфиденциальности и политикой использования файлов cookie
лет истории авиации.
Почему у старых самолетов есть крылья как сверху, так и снизу самолета?
Спросил 7 лет, 1 месяц назад
Изменено 1 год, 11 месяцев назад
Просмотрено 15 тысяч раз
$\begingroup$
Первый самолет братьев Райт имел двойное крыло. Эта концепция продолжалась во время Первой мировой войны и в XIX веке.30-е годы — почему это понятие стало популярным?
- история авиации
- биплан
$\endgroup$
2
$\begingroup$
В основном для прочности. Примерно до 1920 года в крыльях использовались очень тонкие аэродинамические поверхности, и они в основном делались из ткани, натянутой на деревянный каркас. Главный лонжерон был слишком тонким и мог бы сгибаться, если бы ему пришлось выдерживать весь вес самолета в одном пролете. Только при использовании двух крыльев, верхнего в качестве сжимающего элемента, а другого в качестве растягивающего элемента фермы, была возможна необходимая прочность.
Сравнение толщины аэродинамического профиля Д.Р. Кирк, Технологический институт Флориды (источник изображения)
На вашей фотографии почти видны провода, идущие от верхнего крыла (рядом с внешними стойками) к месту соединения нижнего крыла с фюзеляжем. Эти тросы принимают на себя большую часть нагрузки в полете, распределяя нагрузку на крылья. Это тот же принцип, что и использование треугольников при строительстве опор линий электропередач или мостов.
Монопланы того времени нуждались в еще большей проволочной растяжке. Посмотрите на фотографию реплики Etrich Taube, очень популярного самолета довоенного периода.
Этрих Таубе в полете. Обратите внимание на ферму под крылом и множество проводов, удерживающих его форму (источник изображения).
Более короткий размах крыльев биплана также снижает нагрузку на крылья. Бипланы, как правило, имеют большую подъемную силу (для своего размера) из-за большой площади крыла, но также и большое сопротивление, поэтому в целом они довольно неэффективны. Были также трипланы с тремя основными самолетами для еще большей подъемной силы при том же размахе крыла. Пилоты Первой мировой войны требовали максимальной скорости крена, которую лучше всего можно было достичь с помощью бипланов.
В период между мировыми войнами использование высокопрочного алюминия для самолетов и несущий каркас самолета позволили сделать его прочнее. Это означало, что конструкции монопланов стали более практичными, хотя старые авиаторы не верили, что моноплан может быть достаточно прочным. Как только монопланы стали практичными, благодаря повышению эффективности и летных характеристик они заменили двух- и трехместные самолеты.
$\endgroup$
6
$\begingroup$
Поначалу кажется, что люди еще не придумали, что работает лучше всего. Самый длинный полет 50 футов (15 метров)
^{Джанни Капрони, около 60 лет. 1921 г. Разбился во время второго полета}
Коробчатая балка с проволочными связями, вероятно, может обеспечить лучшую прочность и жесткость, чем одиночный и гораздо более длинный деревянный лонжерон.
Преимущество нескольких крыльев в том, что у вас могут быть более короткие крылья, и это может повысить маневренность в бою

^{Триплан Fokker. 1917}
Может быть, лучше спросить, почему люди выбрали только два крыла, когда их могло быть двадцать?
$\endgroup$
9
$\begingroup$
Основной причиной наличия нескольких крыльев в первые годы существования авиации было отсутствие материалов достаточной прочности.
Основное преимущество биплана в том, что крылья могли быть короче при заданной подъемной силе. На начальных этапах развития авиации материалами, доступными для изготовления самолетов, были древесина, легированная ткань и т. Д. Элементы конструкции, изготовленные из них, не обладали достаточной прочностью, что ограничивало размер крыла.
Первые самолеты также имели менее мощные двигатели, что приводило к меньшей скорости. При этом меньшая скорость сваливания бипланов была выгодна.
Бипланы имели очень хорошую маневренность (лучшую скорость крена) по сравнению с монопланами. Именно по этой причине во время Первой мировой войны были разработаны трипланы.

^{«SopTri3» http://www.earlyaviator.com/archive/a/images/tripe_peggy.jpg. Под лицензией Public Domain через Commons.} Однако с появлением более качественных материалов, таких как алюминиевые сплавы, стали очевидны аэродинамические недостатки бипланов, и монопланы быстро стали предпочтительным выбором конструкции.
По мере повышения прочности материала удлинение становилось все больше, и гражданские самолеты столкнулись с эксплуатационными (аэропортными) ограничениями, а не ограничениями прочности по длине крыла.
Тем не менее, бипланы все еще используются. Лучшая маневренность и низкая скорость сваливания делают их популярными пилотажными самолетами.
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Вообще-то монопланов было немало даже в первые дни:

1909: Блерио XI пересекает Ла-Манш.
19:10: Fokker Spider облетает церковную башню Харлема. Юному Антонию 20 лет.

1912: Deperdussin Monocoque, первая конструкция с фюзеляжем с напряженной обшивкой.
1913: Моран-Сольнье H

1915: Юнкерс J1
1915: Fokker E II: Макс Иммельманн

1915: Фоккер Е III
1918: Юнкерс Д.1

1919: Юнкерс F-13
1921: Фоккер F.III

1924: Фоккер Ф.VII
1926: Форд Тримотор

1933: Боинг 247
1934: DC-2
Все изображения из Википедии
$\endgroup$
4
$\begingroup$
Несмотря на то, что некоторые ранние самолеты были спроектированы с свободнонесущими крыльями, которым не требовались проволочные опоры, все же существовал ряд причин, по которым конструкция биплана с проволочной фермой оставалась в использовании в течение длительного времени. Как и любая новая технология, разработка требует времени. Дизайн дизайнера Fokker Райнхольда Платца во время Первой мировой войны является отличным примером. Его толстое крыло, коробчатые лонжероны были хорошей конструкцией, но клей не обязательно был очень прочным, и / или квалифицированная рабочая сила для сборки была плохой, что создавало проблемы и смерти. Дрова не проблема. Высококачественная ель на самом деле имеет примерно такое же отношение прочности к весу, что и авиационный алюминий, хотя AL более изометричен, древесина при правильном использовании зарекомендовала себя как достойная для строительства самолетов. Когда лонжероны коробки Fokker вышли из строя, молва быстро распространилась и вызвала страх и ненависть у пилотов, которым нравилось знать, что их крылья не складываются. Пилоты не любили бипланы и хотели, чтобы «то, что мы знаем, уже работало». У триплана были коробчатые лонжероны и настоящие свободнонесущие крылья без распорок и подкосов, но пилоты в большом страхе отклонялись от него и отказывались летать на нем. Итак, Платц добавил межплоскостные распорки, чтобы связать все три крыла вместе на концах исключительно для впечатления, которое они производили на пилотов. Однако провода были устранены. У моноплана Fokker D8 было настоящее свободнонесущее крыло, у которого также были некоторые проблемы с качеством на ранних этапах, что, конечно, обычно заканчивалось смертью, и пилотам это не нравилось. Проводные монопланы не имели преимуществ, высокое лобовое сопротивление, меньшая подъемная сила и слабее бипланов. Пилотам, пассажирам и инвесторам понравились бипланы. Конструкторы в конечном итоге доказали свои знания пилотам и публике, но, как и во всем остальном, здесь присутствует огромный психологический элемент — не совсем необоснованный страх, замедляющий прогресс. Военные хуже всего воспринимают новые идеи, они давно уже принимают только проверенное и верное, не желая подвергать пилотов ненужному риску. Кроме того, у бипланов было два явных преимущества: достаточная подъемная сила при более коротком размахе крыла, плюс связанная с этим высокая скорость крена, и прочность была и остается очень хорошей, их действительно было трудно превзойти.
$\endgroup$
$\begingroup$
Прочность конструкции не была главной причиной появления первых бипланов. Отто Лиленталь проводил свои эксперименты с планером в виде моноплана. Братья Райт следили за его исследованиями, но они хотели создать полет с двигателем. Самый ранний двигатель не имел достаточной мощности. Биплан мог генерировать большую подъемную силу на меньшей скорости. Моноплан не мог. Это было основной причиной выбора конструкции биплана.
$\endgroup$
2
$\begingroup$
Дело не в том, что дерево и ткань не были «достаточно прочными» материалами для создания монопланов и более длинных крыльев. (Кстати, это множественное число. Оно не требует буквы «s» на конце, которую все больше и больше людей в настоящее время придерживаются. ) Петер Кампф справедливо обращает внимание на высокотехнологичную деревянную монококовую конструкцию фюзеляжа Deperdussin 1912 года и Взгляд на длиннокрылые деревянные планеры Вассеркуппе спустя немногим более десяти лет после Первой мировой войны показывает, насколько ошибочна эта идея. Две уже упомянутые особенности определяли конструкцию и структуру многокрылого самолета: тонкие аэродинамические поверхности, использовавшиеся на первых самолетах (по понятным причинам, знания о физике аэродинамических поверхностей в то время также были довольно скудными) и желательность высокой скорости крена. Эти машины времен Первой мировой войны всегда описывались журналистами как «хлипкие». Ферма биплана очень прочная.
$\endgroup$
Тип самолета будущего?
С самых первых дней существования авиации мы привыкли к тому, что самолеты очень похожи друг на друга. Многое изменилось в авиационной технике, но основная конструкция самолета осталась прежней. С концепцией смешанного крыла экспериментировали десятилетиями, но с ограниченным успехом в коммерческой сфере. Но поскольку производители и авиакомпании все больше внимания уделяют повышению эффективности, можем ли мы увидеть новую форму самолета в будущем?
Самолет
Целью крыла самолета является создание подъемной силы при движении по воздуху. Идея использования конструкции крыла для полета была включена в самые ранние концепции планеров и летательных аппаратов. Например, рисунки Леонарды да Винчи в 16 веке были основаны на механическом воспроизведении расправленных крыльев птиц.
Первый самолет с двигателем, совершивший полет вместе с братьями Райт в 1903 году, имел двойную конструкцию с неподвижным крылом. Это развилось через несколько дальнейших концепций. Другие значительные достижения включали введение ручек управления креном и тангажем на Bleriot VII и металлических планеров во время Первой мировой войны (немецкий Junkers J1 был первым, кто имел это).
Эти ранние самолеты установили стандарт для многих последующих. Естественно, за прошедшие годы в конструкциях многое изменилось: самолеты стали крупнее, в них использовались более легкие и композитные материалы, а также применялись значительные аэродинамические улучшения. Но основной внешний вид и принцип работы самолета такие же.
Boeing 737 MAX имеет самый высокий практический потолок среди узкофюзеляжных самолетов. Фото: Гетти Изображений
Конечно, большинство самолетов уже давно перешли на однокрылую конструкцию. Тем не менее, положение внизу, вверху или в середине фюзеляжа зависит от конструкции и назначения самолета.
Qatar Airways станет вторым по величине оператором 777X. Фото: Гетти Изображений
Используются различные конструкции самолетов. В некоторых небольших самолетах используется простое прямоугольное крыло с неподвижным крылом (например, Piper PA 38). Большинство более крупных самолетов использовали стреловидные крылья. Несколько военных самолетов использовали стреловидные крылья. А треугольное крыло обычно используется для высокоскоростных военных самолетов с более эффективными сверхзвуковыми характеристиками. Конкорд, разумеется, тоже использовал форму треугольного крыла.
С другой конструкцией и мощными двигателями Concorde мог работать выше. Фото: Гетти Изображений
Однако смешанное крыло отличается от любой из этих конструкций с неподвижным крылом. Самолет со смешанным крылом не имеет определенного фюзеляжа, а вместо этого «сочетает» крыло и фюзеляж в единую конструкцию. Затем весь самолет обеспечивает подъемную силу, необходимую для полета. Это объясняет его другое название «летающее крыло». Затем увеличенное пространство фюзеляжа можно использовать для перевозки полезной нагрузки, которая может включать топливо, авионику, груз или пассажиров.
Ранние планы смешанных крыльев
Смешанное крыло — не совсем новая концепция. Эксперименты с ним проводились в Германии, СССР, Великобритании и США еще до Второй мировой войны. При использовании в военных целях смешанное крыло имело преимущество в эффективности, а также в радиолокационном обнаружении.
Был также интерес к его разработке для пассажиров. Британский производитель Armstrong Whitworth разработал AW 52 с двумя летающими прототипами. Но исследования не привели к серийному производству самолетов.
также заинтересовался американский производитель Northrop Grumman. Здесь были разработаны опытные бомбардировщики YB-35 и YB-49. А в 1950-х компания обнародовала планы пассажирского самолета с летающим крылом, но так и не приступила к разработке.
Было несколько трудностей, которые не позволили самолетам со смешанным крылом продвинуться дальше. Смешанное крыло часто представляется как теоретически наиболее эффективная конструкция самолета с уменьшенным лобовым сопротивлением. Он также легче, чем традиционная конструкция с неподвижным крылом, что еще больше повышает эффективность.
Но на самом деле этого трудно добиться. Область фюзеляжа должна быть достаточно глубокой, чтобы ее можно было использовать, и это может увеличить сопротивление. Кроме того, контроль и стабильность — это вызов, который необходимо преодолеть.
Чтобы быть практичным для пассажирских самолетов, смешанный фюзеляж должен быть достаточно глубоким. Фото: КЛМ
Есть также практические проблемы, которые повлияли на коммерческий дизайн. В том числе:
- Такой самолет будет иметь большую внутреннюю площадь фюзеляжа, поэтому будет ориентирован только на рынок самолетов большой вместимости. Стоит ли это высоких затрат на разработку в непроверенной области?
- В небольших аэропортах могут возникнуть проблемы (как мы видели на примере A380 из-за его размаха крыльев).
- Размещение двигателей внутри конструкции планера, а не во внешних отсеках, приведет к доступу, а также к потенциальным проблемам безопасности.
- К нему будут применяться те же требования безопасности для чрезвычайных ситуаций и эвакуации. Первоначально Boeing 747 предлагался с полноразмерной верхней палубой, но ее нельзя было заставить работать в условиях ограничений на эвакуацию. Возможно ли это для такой широкой внутренней кабины?
Текущие предложения по смешанным крыльям
Поскольку реактивные самолеты разрабатывались с 1950-х годов, мало обсуждалось переход на смешанную конструкцию крыла. Повышение эффективности было сосредоточено на модернизации двигателей, конструкции крыла и более легких компонентах.
Грузовой самолет A350, вероятно, будет основан на планере A350-900. Фото: Гетти Изображений
Смешанное крыло остается многообещающим следующим шагом в эффективном дизайне — если кто-нибудь сможет заставить его работать. В последние годы интерес возобновился. Это еще, конечно, очень ранние стадии, но прототипы моделей уже взлетели.
Модель Flying-V компании KLM
Одно из таких предложений поступило от KLM, работающей вместе с Делфтским технологическим университетом над проектом «Flying V». Это дельтовидный самолет с пассажирскими салонами по бокам. KLM утверждает, что это может обеспечить на 20% большую топливную экономичность, чем у A350.
Предложение KLM Flying V. Фото: КЛМ
Flying-V будет дальнемагистральным самолетом большой вместимости (около 314 пассажиров). Благодаря смешанному дизайну он будет короче, чем A350, но с таким же размахом крыла (что, конечно, важно для работы в аэропорту).
KLM сотрудничает с Техническим университетом Делфта с 2018 года и остается приверженным этому делу. Первая веха была достигнута в сентябре 2020 года, когда команда пилотировала первую модель Flying-V. Это была модель весом 22,5 кг с размахом крыла 3,06 метра.
Генеральный директор KLM Питер Элберс тогда объяснил, как проект соответствует видению KLM по повышению эффективности и устойчивости. Он сказал:
«Нас очень интересовали летные характеристики Flying-V. Дизайн соответствует нашей инициативе «Летайте ответственно», которая означает все, что мы делаем и будем делать для повышения экологической устойчивости. Мы хотим устойчивого будущего для авиации, и инновации являются его частью. Поэтому мы очень гордимся тем, что вместе смогли добиться этого за такой короткий период времени».
Предложения от Airbus
Airbus — первый из крупных производителей, представивший будущую конструкцию крыла смешанного типа. Он представил свой дизайн на авиашоу в Сингапуре в феврале 2020 года вместе с прототипом модели шириной три метра, который уже летал в 2019 году. .
Адриан Берар, соруководитель проекта MAVERIC, объяснил приверженность Airbus проекту:
«В Airbus мы понимаем, что общество ожидает от нас большего с точки зрения улучшения экологических характеристик наших самолетов. Конфигурация корпуса MAVERIC со смешанным крылом может изменить правила игры в этом отношении, и мы стремимся продвигать эту технологию на лимит.»
Самолет со смешанным крылом также представлен в линейке самолетов Airbus ZEROe с водородным двигателем. Первые два самолета основаны на региональной концепции узкофюзеляжных турбовинтовых и турбовентиляторных двигателей, но с водородом в качестве источника топлива. Третье предложение касается самолета со смешанным крылом вместимостью около 200 пассажиров. Airbus планирует ввести в эксплуатацию первый самолет ZEROe к 2035 году, но это не будет конструкция со смешанным крылом.
Самолеты на водороде могут появиться к 2035 году, но СВС все равно потребуются. Фото: Аэробус
Работы по хранению водорода
Одним из преимуществ смешанной конструкции крыла является увеличенное пространство фюзеляжа. Это имеет особое значение в наши дни, когда авиакомпании и производители рассматривают потенциальный переход на водород в качестве источника топлива. Одной из проблем водородного топлива является дополнительное пространство, необходимое для хранения топлива, особенно для дальних полетов.
Предложения Airbus ZEROe подчеркивают это. Мало того, что смешанная конструкция крыла будет основана на водороде в качестве источника топлива, дополнительное пространство фюзеляжа также может быть использовано для хранения водорода.
Фюзеляж большего размера можно было использовать для хранения топлива, а не только для пассажирского салона. Фото: Аэробус
Внутри кабины смешанного крыла
Таким образом, если производитель сможет заставить его работать, самолет со смешанным крылом может предложить авиакомпаниям более эффективную работу и более легкий переход на водородное топливо. Но что будет с пассажирами?
С более широкой кабиной мы увидели бы другой дизайн — надеюсь, более просторный. Фото: Аэробус
Кабина не обязательно будет больше в целом, но будет совершенно другой формы, чем мы привыкли сейчас. Это может, конечно, означать более широкое сидение (как звучит кабина с четырьмя или пятью проходами и 20 поперечниками?) Тем не менее, пока мы наблюдаем инновационные новые конструкции, идущие вместе с ранними техническими предложениями.
В рамках проекта MAVERIC компания Airbus предлагает места эконом-класса в традиционных рядах в центральной части салона с поворотными креслами бизнес-класса, расположенными вокруг внешней части салона.
Сиденья бизнес-класса поворачивались для общения.
No related posts.