Wat zijn de voordelen van een naar voren geveegde vleugel boven een naar achteren geveegde vleugel?

Er zijn maar een paar vliegtuigen gebouwd met naar voren vallende vleugels. Het meest opvallend was de X-29, die je hierboven hebt afgebeeld. Rusland / USSR heeft er onlangs nog een gebouwd in 1997, de Sukhoi Su-47. Een van de grootste claims met betrekking tot de superioriteit of het voordeel van een naar voren geveegde vleugel was de grotere manoeuvreerbaarheid. In het geval van de X-29, zoals vermeld in de Flying Qualities Evaluation of the X-29A Research Aircraft ,

De hoge pitch-instabiliteit van het casco leidde tot brede voorspellingen van extreme manoeuvreerbaarheid. Deze perceptie heeft standgehouden in de jaren na het einde van de vliegproeven. Air Force-tests ondersteunden deze verwachting niet. Om het vluchtcontrolesysteem het hele systeem stabiel te laten houden, moest de mogelijkheid om een manoeuvre te starten gemakkelijk worden gemodereerd. Dit was in het vluchtbesturingssysteem geprogrammeerd om de mogelijkheid te behouden om de pitching-rotatie te stoppen en te voorkomen dat het vliegtuig uit de hand loopt. Als gevolg hiervan kon het hele systeem zoals gevlogen (met het vluchtcontrolesysteem ook in de lus) niet worden gekarakteriseerd als een speciale verhoogde behendigheid. Er werd geconcludeerd dat de X-29 een grotere behendigheid had kunnen hebben als hij snellere bedieningsoppervlakactuatoren en / of grotere bedieningsoppervlakken had gehad.

De Su-47 was inderdaad een zeer manoeuvreerbaar vliegtuig dat in staat was om 9 Gs te trekken, maar zijn directe voorganger, de Sukhoi Su-37, was in staat om 10 Gs te trekken. Het is dus niet duidelijk of een voorwaarts geveegde vleugel een echt positief effect heeft op de manoeuvreerbaarheid.

De stallkenmerken zijn echter heel verschillend. Lucht heeft de neiging om naar het achterste uiteinde van de vleugel te reizen. Bij een standaardconfiguratie (Achterwaarts geveegde vleugel), deze beweegt natuurlijk van de vleugelwortel naar de vleugeltip. Op een voorwaarts geveegde vleugel beweegt dit echter van de vleugeltip naar de vleugelwortel.

Als gevolg hiervan is de gevaarlijke tip-stall-toestand van een achteruit- Het geveegde ontwerp wordt een veiliger en beter controleerbaar wortelblok bij een voorwaarts geveegd ontwerp. Hierdoor is volledige controle over het rolroer mogelijk ondanks verlies van lift, en zijn er ook geen sleuven voor de voorrand of andere apparaten nodig die weerstand veroorzaken. Met de lucht die naar binnen stroomt, vleugeltip wervelingen en de bijbehorende weerstand worden verminderd, in plaats daarvan fungeert de romp als een zeer grote vleugelomheining en, aangezien vleugels over het algemeen la rger bij de wortel, dit verbetert de lift waardoor een kleinere vleugel mogelijk is. Als resultaat wordt de manoeuvreerbaarheid verbeterd, vooral bij grote aanvalshoeken. Bij transsone snelheden bouwen schokgolven zich eerst op bij de wortel in plaats van bij de punt, wat opnieuw helpt om een effectieve rolroerbesturing te verzekeren.

Vanwege de mogelijkheden van de X -29 om de toppen van zijn vleugels naar beneden te laten buigen bij grote aanvalshoeken, bleef de X-29 bestuurbaar onder een aanvalshoek van 67 graden. Dankzij de moderne vooruitgang op het gebied van stuwkrachtregeling is de F-22 Raptor echter in staat om een aanvalshoek van meer dan 60 graden aan te houden .

Met inherente instabiliteit en problemen met extra belasting op het vliegtuig voor slechts matige of vermeende maar niet waargenomen instabiliteitstoename, is het onwaarschijnlijk dat we in de nabije toekomst gevechtsvliegtuigen met voorwaarts geveegde vleugels zullen zien. Andere technologieën hebben vergelijkbare of verbeterde prestaties mogelijk gemaakt zonder dat er nieuwe concepten nodig waren.

Reacties

• De manoeuvreerbaarheid waar je het hier over hebt, gaat niet over het kunnen trekken van meer G, maar over het kunnen overschakelen van 1 naar max G sneller.Het wordt simpelweg veroorzaakt door het achterste zwaartepunt, ongeacht het ontwerp van de vleugel (de naar voren gebogen vleugels hielpen in dit geval om het middelpunt van de lift naar voren te brengen).
• Ahhh, bedankt voor die differentiatie. Deze plaatsing van het zwaartepunt veroorzaakt de pitch-instabiliteit die ik noemde.
• @JanHudec: De aëro-elastische eigenschappen van voorwaarts geveegde vleugels vergroten elke afwijking van de getrimde toestand: als ze omhoog komen, zullen de vleugeltips omhoog draaien en de pitch-up moment. Maar dat verschuift het besturingsprobleem nu naar het stoppen van de pitching-beweging.
• En de x-29 werd bestuurd door een computer. Als het niet ‘ t was voor de intensieve computersystemen die elk besturingsoppervlak CONSTANT bewaken en aanpassen, zou het behoorlijk snel crashen en verbranden.
• Is dit ontwerp in een geautomatiseerde systemen, zoals drones? Het lijkt mij dat als het een computer nodig heeft om het vliegtuig te stabiliseren, de voordelen van uitgebreide manoeuvreerbaarheid daadwerkelijk kunnen worden geoogst als het vliegtuig volledig computergestuurd zou zijn.

Voordelen:

• De wing spar carry-through kan achter de kajuit worden geplaatst, waardoor kajuithoogte vergroot kan worden. Dit is belangrijk voor vliegtuigen ter grootte van een zakenjet.
• De grenslaag aan de uiteinden wordt niet beïnvloed door de binnenvleugel. De beheersbaarheid kan tot stilstand worden gehandhaafd.
• Aëro-elastische effecten zullen de besturingscommandos verhogen. Dit zorgt voor een zeer responsief casco.

Ze houden echter rechtstreeks verband met deze nadelen:

• Blokkeren gebeurt eerst binnenboord, wat resulteert in een pitch-up. Als de staart dit niet kan compenseren, is de stalling onherstelbaar.
• De aëro-elastische effecten zullen fladderen aanmoedigen. Als de fladdersnelheid te laag blijkt, moet de vleugel stijver worden gemaakt, wat resulteert in een gewichtstoename.

Deze twee nadelen wegen ruimschoots op tegen de voordelen van de meeste ontwerpen. Het eerste naar voren geveegde ontwerp, de Junkers 287 , had een massieve, gesmede vleugeldoorvoer nodig voor stijfheid. De handling was geweldig, maar de prestaties waren over het algemeen slecht.

_{Ju-287 met getufte vleugels en raketten onder de vleugelmotoren. Het statief vóór de verticaal houdt een gestroomlijnde camera vast voor observatie tijdens de vlucht van de bosjes. (picture source )}

Indien gecombineerd met een T-staart, de achterste positie van de wortel van een voorwaarts geveegde vleugel zal ervoor zorgen dat de staart zich in het kielzog van de vleugelwortel bevindt met een hoge aanvalshoek, wat kan resulteren in een diepe stalling .

De beste voorwaarts geveegde vleugels zijn te vinden in de natuur: vogels zullen hun vleugelpunten naar voren vegen als ze willen opstaan en veel lift creëren. Vooral voor korte landingen is de naar voren vallende vleugel ideaal wanneer de benen op de grond staan op het moment dat de vleugel afslaat.

Opmerkingen

• Een vliegtuig met geveegde vleugels en geen uitspoeling of washin zal opspringen wanneer het afslaat, ongeacht of de vleugels naar achteren of naar voren worden geveegd; voor voorwaarts geveegde vliegtuigen is dit te wijten aan het feit dat de wortels het eerst afslaan (zoals u aangeeft), terwijl voor achterwaarts geveegde vliegtuigen dit ‘ s omdat de vleugeltips stall eerst.
• @Sean; Ja. Lees er hier alles over.

Voor een tekstboekoverzicht: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html

Merk op dat de Hansa Jet eigenlijk was een productielijnvliegtuig dat gebruik maakte van de voorwaarts geveegde vleugel, en 2 zweefvliegtuigtypen waarmee ik regelmatig vloog, hadden ook voorwaarts geveegde vleugels (vanwege zichtbaarheid: Schleicher Ka7 en Ka13).

R.

Opmerkingen

• Het zou leuk zijn als je de belangrijkste punten van het gekoppelde artikel in de tekst.
• De voorwaarts geveegde vleugel in tweezits zweefvliegtuigen is voornamelijk bedoeld om de achterste piloot in het zwaartepunt te plaatsen, zodat het vliegtuig kan worden gevlogen door een enkele piloot zonder ballast toe te voegen. Betere zichtbaarheid is gewoon een prettig neveneffect.
• De link is nu dood.

Ook de Zlin 142 heeft een voorwaarts geveegde vleugel.

Niet om aerodynamische redenen, maar om de piloten in het zwaartepunt en de ligger achter hen te plaatsen.

Blanik L-13 en Scheibe Bergfalke zweefvliegtuigen hadden naar voren geveegde vleugels, het lijkt erop dat het helpt bij het toevoegen van vrijheid bij het instellen van het zwaartepunt ten opzichte van het drukcentrum en de plaatsing van de piloten . Voordelen van voorwaarts geveegde vleugels kunnen voornamelijk liggen in het lage snelheidsbereik, opstijgen en landen.Ik ben er niet zo zeker van dat Ju-287 een mislukking is, er zijn berichten dat het in de Sovjethanden 1 “000 km / u bereikte, goed voor een bommenwerper, maar de ontwikkeling van het concept werd stopgezet, ze hebben misschien enkele zware problemen gevonden. Een staartloos Amerikaans vliegtuig uit de late jaren 40 maakte gebruik van deze opstelling, NASA / NACA, Cranfield-repository heeft documenten erover, ook YouTube-videos bestaan