Vilka är fördelarna med en framåt-svept vinge framför en bakåt-svept vinge?

Det har bara funnits ett fåtal flygplan byggda med framsvepade vingar. Framför allt var X-29, som du har avbildat ovan. Ryssland / Sovjetunionen byggde en nyare 1997, Sukhoi Su-47. Ett av de största påståendena om överlägsenhet eller fördelar med en framåtriktad vinge var ökad manövrerbarhet. I fallet med X-29, som nämnts i Flying Qualities Evaluation of the X-29A Research Aircraft ,

Flygstativets höga toninstabilitet ledde till stora förutsägelser om extrem manövrerbarhet. Denna uppfattning har hållit under åren efter slutet av flygprov. Air Force-tester stödde inte denna förväntan. För att flygkontrollsystemet ska hålla hela systemet stabilt behövde man lätt moderera förmågan att initiera en manöver. Detta programmerades i flygkontrollsystemet för att bevara förmågan att stoppa pitchningsrotationen och hålla flygplanet från att lämna kontrollen. Som ett resultat kunde inte hela systemet flyga (med flygkontrollsystemet i slingan) inte karakteriseras som någon speciell ökad smidighet. Man drog slutsatsen att X-29 kunde ha haft ökad smidighet om den hade snabbare manöverdon för kontrollytor och / eller större kontrollytor.

Su-47 var verkligen ett mycket manövrerbart flygplan som kunde dra 9 Gs, men dess omedelbara föregångare, Sukhoi Su-37, kunde dra 10 Gs . Så det är inte klart om en framåtriktad vinge har någon verklig positiv inverkan på manövrerbarheten.

Stallkaraktäristiken är dock mycket olika. Luft tenderar att färdas mot den bakre änden av vingen. (Bakåt-svept vinge), detta går naturligtvis från vingroten till vingspetsen. På en framsvepad vinge rör sig detta dock från vingspetsen till vingroten.

Som ett resultat stannar det farliga spetsförhållandet bakåt- svept design blir ett säkrare och mer kontrollerbart rotstativ vid en framåt svept design. Detta möjliggör fullständig kontroll av krängningsratten trots förlust av lyft, och innebär också att slingframkallande framkant slitsar eller andra enheter inte behövs. Med luften som strömmar inåt, vinge virvlar och tillhörande drag minskar, istället fungerar flygkroppen som ett mycket stort vingstaket och eftersom vingarna i allmänhet är rger vid roten, förbättrar detta lyft som möjliggör en mindre vinge. Som ett resultat förbättras manövrerbarheten, särskilt vid höga angreppsvinklar. Vid transoniska hastigheter byggs chockvågor upp först vid roten snarare än spetsen, vilket återigen hjälper till att säkerställa effektiv aileron-kontroll.

På grund av X: s förmåga -29 för att få vingens spetsar böja sig ned när X-29 vid höga attackvinklar förblev kontrollerbar i en angreppsvinkel på 67 grader. Tack vare de moderna framstegen inom tryckvektorn kan F-22 Raptor dock upprätthålla en attackvinkel över 60 grader.

Med inneboende instabilitet och problem med extra påfrestningar på flygplanet för endast måttliga eller förmodade men inte observerade vinster i instabilitet, är det osannolikt att vi kommer att se stridsflygplan med framåt svepte vingar när som helst inom en snar framtid. Annan teknik har möjliggjort liknande eller förbättrad prestanda utan behov av nya koncept.

Kommentarer

• Manövreringsförmågan du pratar om här handlar inte om att kunna dra mer G, utan att kunna övergå från 1 till max G snabbare.Det orsakas helt enkelt av akterens tyngdpunkt oberoende av vingdesign (de framåt-svepade vingarna hjälpte bara till att lyfta mittpunkten framåt i det här fallet).
• Ahhh, tack för den differentieringen. Denna placering av tyngdpunkten orsakar tonhöjdsinstabiliteten jag nämnde
• @ JanHudec: De aeroelastiska egenskaperna hos framåtsvepade vingar ökar varje avvikelse från det trimmade tillståndet: Om den lutar sig, vrider vingspetsarna upp och ökar pitch-up ögonblick. Men det förskjuter kontrollproblemet nu till att stoppa pitchningsrörelsen.
• Och x-29 styrdes av en dator. Om det inte var ’ t för de intensiva datorsystemen som övervakar och justerar varje kontrollyta KONSTANT skulle det krascha och brinna ganska snabbt.
• Har denna design använts i någon automatiserade system, som drönare? Verkar för mig att om det krävs en dator för att stabilisera planet, skulle fördelarna med utökad manövrerbarhet faktiskt kunna skördas om planet var helt datorstyrt.

Fördelar:

• Vinge-spargenomföringen kan placeras bakom hytten så att hyttens höjd kan ökas. Detta är viktigt för flygplan i affärsflygplan.
• Gränsskiktet vid spetsarna påverkas inte av den inre vingen. Kontrollerbarheten kan upprätthållas upp till stall.
• Aeroelastiska effekter ökar kontrollkommandona. Detta ger en mycket lyhörd flygplan.

De är dock direkt kopplade till dessa nackdelar:

• Stall kommer att ske innanför, vilket kommer att resultera i en pitch-up. Om svansen inte kan kompensera är stallet inte återhämtat.
• De aeroelastiska effekterna kommer att uppmuntra fladdring. Om fladderhastigheten visar sig vara för låg, måste vingen göras styvare, vilket leder till en viktökning.

Dessa två nackdelar uppväger lätt fördelarna för de flesta mönster. Den första framåtriktade designen, Junkers 287 , behövde en massiv, smidd vinggenomföring för styvhet. Hanteringen var utmärkt, men prestandan totalt sett var dålig.

_{Ju-287 med tuftade vingar och raketer under vingmotorerna. Stativet före vertikalen rymmer en bildad kamera för observationer under flygning av tuffarna. (bild källa )}

Om den kombineras med en T-svans, den bakre positionen av roten på en framåt svept vinge kommer att säkerställa att svansen är i kölvattnet av vingrot i en hög angreppsvinkel, vilket kan resultera i en djup stall .

De bästa framsvepade vingarna finns i naturen: Fåglar sveper sina vingspetsar framåt om de vill slå sig upp och skapa massor av lyft. Särskilt för korta landningar är den framåtriktade vingen perfekt när benen är på marken vid vingstopptid.

Kommentarer

• Ett flygplan med svepade vingar och ingen tvätt eller tvätt kan vika upp när den stannar oavsett om vingarna sveps bakåt eller framåt; för framsvepta flygplan beror detta på att rötterna stannar först (som du påpekar), medan det för baksvepta flygplan ’ beror på att vingspetsarna stall först.
• @Sean; Ja. Läs allt om det här .

För en textboköversikt: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html

Observera att Hansa Jet faktiskt var en produktionsflygplan som använde den framåtriktade vingen, och två glidflygtyper som jag regelbundet flög hade också framåtriktade vingar (av synlighetsskäl: Schleicher Ka7 och Ka13).

R.

Kommentarer

• Det skulle vara trevligt om du kopierade nyckelpunkterna i den länkade artikeln i texten.
• Den framåt svepade vingen i tvåsitsiga segelflygplan är främst för att placera den bakre piloten i tyngdpunkten, så att planet kan flygas av en enda pilot utan att lägga till ballast. Bättre synlighet är bara en trevlig bieffekt.
• Länken är död nu.

Även Zlin 142 har framåt svept vinge.

Inte av aerodynamiska skäl, utan för att placera piloter i tyngdpunkten och sparren bakom dem.

Blanik L-13 och Scheibe Bergfalke segelflygplan hade svepade framåt vingar, det verkar som det hjälper till att ge frihet att ställa in tyngdpunkten i förhållande till tryckcentret och pilots placering . Fördelarna med framåt svepade vingar kan huvudsakligen ligga i låg hastighetsområde, start och landning.Jag är inte så säker på att Ju-287 är ett misslyckande, det finns rapporter om att det nådde 1 000 km / h i sovjetiska händer, bra för en bombplan, men att utveckla konceptet upphörde, de kan ha hittat några stora problem. Ett svanslöst amerikanskt flygplan i slutet av 40-talet använde detta arrangemang, NASA / NACA, Cranfield-förvaret har dokument om det, det finns också YouTube-videor