Was sind die Vorteile eines nach vorne gekehrten Flügels gegenüber einem nach hinten gekehrten Flügel?

Es wurden nur wenige Flugzeuge mit vorwärts gekehrten Flügeln gebaut. Am bemerkenswertesten war der X-29, den Sie oben abgebildet haben. Russland / UdSSR bauten 1997 eine weitere, die Sukhoi Su-47. Einer der größten Ansprüche hinsichtlich der Überlegenheit oder des Vorteils eines nach vorne gekehrten Flügels war die erhöhte Manövrierfähigkeit. Im Fall der X-29, wie in der Bewertung der Flugqualitäten des X-29A-Forschungsflugzeugs angegeben,

Die hohe Pitch-Instabilität der Flugzeugzelle führte zu breiten Vorhersagen extremer Manövrierfähigkeit. Diese Wahrnehmung hat sich in den Jahren nach dem Ende der Flugtests bewährt. Luftwaffentests haben diese Erwartung nicht bestätigt. Damit das Flugsteuerungssystem das gesamte System stabil hält, musste die Fähigkeit, ein Manöver leicht einzuleiten, moderiert werden. Dies wurde in das Flugsteuerungssystem programmiert, um die Fähigkeit zu bewahren, die Nickrotation zu stoppen und zu verhindern, dass das Flugzeug außer Kontrolle gerät. Infolgedessen konnte das gesamte geflogene System (auch mit dem Flugsteuerungssystem in der Schleife) nicht als besonders beweglich charakterisiert werden. Es wurde gefolgert, dass der X-29 eine erhöhte Beweglichkeit hätte haben können, wenn er schnellere Steuerflächenaktuatoren und / oder größere Steuerflächen gehabt hätte.

Der Su-47 war in der Tat ein sehr wendiges Flugzeug, das 9 Gs ziehen konnte, sein unmittelbarer Vorgänger, die Sukhoi Su-37, war jedoch in der Lage, 10 Gs zu ziehen. Es ist also nicht klar, ob ein nach vorne gekehrter Flügel einen wirklich positiven Einfluss auf die Manövrierfähigkeit hat.

Die Stall-Eigenschaften sind jedoch sehr unterschiedlich. Luft strömt tendenziell zum hintersten Ende des Flügels. Bei einer Standardkonfiguration (Heckflügel) bewegt sich dies natürlich von der Flügelwurzel zur Flügelspitze. Bei einem nach vorne gekehrten Flügel bewegt sich dies jedoch von der Flügelspitze zur Flügelwurzel.

Infolgedessen ist der gefährliche Zustand eines Rückwärts- Das überstrichene Design wird zu einem sichereren und besser kontrollierbaren Wurzelstau bei einem nach vorne gekehrten Design. Dies ermöglicht eine vollständige Querrudersteuerung trotz Verlust des Auftriebs und bedeutet auch, dass keine schleppinduzierenden Schlitze an der Vorderkante oder andere Vorrichtungen erforderlich sind Wirbel und der damit verbundene Luftwiderstand werden reduziert, stattdessen wirkt der Rumpf als sehr großer Flügelzaun und da die Flügel in der Regel la sind Dies verbessert den Auftrieb an der Wurzel und ermöglicht einen kleineren Flügel. Dadurch wird die Manövrierfähigkeit insbesondere bei hohen Anstellwinkeln verbessert. Bei transsonischen Geschwindigkeiten bilden sich Stoßwellen zuerst an der Wurzel und nicht an der Spitze, was wiederum dazu beiträgt, eine effektive Querrudersteuerung sicherzustellen.

Aufgrund der Fähigkeit des X. -29 Damit sich die Flügelspitzen bei hohen Anstellwinkeln nach unten biegen , blieb der X-29 bei einem Anstellwinkel von 67 Grad steuerbar. Dank moderner Fortschritte in der Schubvektorisierung kann der F-22 Raptor jedoch einen Anstellwinkel von über 60 Grad aufrechterhalten

.

Mit inhärenter Instabilität und Problemen mit zusätzlichen Belastungen Es ist unwahrscheinlich, dass wir in naher Zukunft Kampfflugzeuge mit vorwärts gefegten Flügeln sehen werden. Andere Technologien haben eine ähnliche oder verbesserte Leistung ermöglicht, ohne dass neuartige Konzepte erforderlich sind.

Kommentare

• Bei der Manövrierfähigkeit, von der Sie hier sprechen, geht es nicht darum, mehr G ziehen zu können, sondern darum, von 1 auf max G schneller.Es wird einfach durch den hinteren Schwerpunkt verursacht, unabhängig von der Flügelkonstruktion (die nach vorne gekehrten Flügel haben in diesem Fall nur dazu beigetragen, den Auftriebsmittelpunkt nach vorne zu bringen).
• Ahhh, danke für diese Unterscheidung. Diese Platzierung des Schwerpunkts verursacht die von mir erwähnte Instabilität der Tonhöhe.
• @JanHudec: Die aeroelastischen Eigenschaften von vorwärts gefegten Flügeln erhöhen jede Abweichung vom getrimmten Zustand: Wenn sie sich neigen, drehen sich die Flügelspitzen und erhöhen die Pitch-Up-Moment. Damit verschiebt sich das Steuerungsproblem nun auf das Stoppen der Nickbewegung.
• Und der x-29 wurde von einem Computer gesteuert. Wenn es nicht ‚ t für die intensive Überwachung und Anpassung jeder Bedienoberfläche durch Computersysteme wäre, würde es ziemlich schnell abstürzen und brennen.
• Wurde dieses Design in einem verwendet automatisierte Systeme wie Drohnen? Mir scheint, wenn ein Computer zur Stabilisierung des Flugzeugs benötigt wird, könnten die Vorteile einer erweiterten Manövrierfähigkeit tatsächlich genutzt werden, wenn das Flugzeug vollständig computergesteuert wäre.

Vorteile:

• Die Durchführung des Flügelholms kann hinter der Kabine platziert werden, sodass die Kabinenhöhe erhöht werden kann. Dies ist wichtig für Flugzeuge in Business-Jet-Größe.
• Die Grenzschicht an den Spitzen wird vom Innenflügel nicht beeinflusst. Die Steuerbarkeit kann bis zum Stillstand aufrechterhalten werden.
• Aeroelastische Effekte erhöhen die Steuerbefehle. Dies führt zu einer sehr reaktionsschnellen Flugzeugzelle.

Sie sind jedoch direkt mit diesen Nachteilen verbunden:

• Das Abwürgen erfolgt zuerst an Bord, was zu a führt Pitch-Up. Wenn der Schwanz nicht kompensieren kann, kann der Stall nicht wiederhergestellt werden.
• Die aeroelastischen Effekte fördern das Flattern. Wenn sich herausstellt, dass die Flattergeschwindigkeit zu niedrig ist, muss der Flügel steifer gemacht werden, was zu einer Gewichtszunahme führt.

Diese beiden Nachteile überwiegen leicht die Vorteile für die meisten Konstruktionen. Das erste vorwärts gefegte Design, der Junkers 287 , benötigte aus Gründen der Steifheit einen massiven, geschmiedeten Flügeldurchsatz. Das Handling war großartig, aber die Leistung war insgesamt schlecht.

_{Ju-287 mit getufteten Flügeln und Raketen unter den Flügelmotoren. Das Stativ vor der Vertikalen hält eine verkleidete Kamera zur Beobachtung der Büschel während des Fluges. (Bild Quelle )}

In Kombination mit einem T-Schwanz die hintere Position der Wurzel eines nach vorne gekehrten Flügels stellt sicher, dass sich der Schwanz in einem hohen Anstellwinkel hinter der Flügelwurzel befindet, was zu einem tiefen Stall führen kann.

Die besten nach vorne gekehrten Flügel sind in der Natur zu finden: Vögel fegen ihre Flügelspitzen nach vorne, wenn sie sich aufstellen und viel Auftrieb erzeugen möchten. Insbesondere für kurze Landungen ist der nach vorne gekehrte Flügel ideal, wenn sich die Beine zum Zeitpunkt des Flügelstillstands auf dem Boden befinden.

Kommentare

• Ein Flugzeug mit gekehrten Flügeln und ohne Auswaschung oder Waschen wird sich beim Abwürgen aufschlagen, egal ob die Flügel nach hinten oder nach vorne gekehrt werden; Bei vorwärts gefegten Flugzeugen ist dies darauf zurückzuführen, dass die Wurzeln zuerst blockieren (wie Sie hervorheben), während dies bei rückwärts gekehrten Flugzeugen ‚ daran liegt, dass die Flügelspitzen zuerst stehen bleiben.
• @Sean; Ja. Lesen Sie hier alles darüber .

Für eine Lehrbuchübersicht: http://www.desktop.aero/appliedaero/potential3d/FSW.html

Beachten Sie, dass der Hansa Jet tatsächlich war ein Serienflugzeug mit dem vorwärts gefegten Flügel, und 2 Segelflugzeugtypen, die ich regelmäßig flog, hatten auch vorwärts gefegte Flügel (aus Sichtbarkeitsgründen: Schleicher Ka7 und Ka13).

R.

Kommentare

• Es wäre schön, wenn Sie die wichtigsten Punkte von kopieren würden der verknüpfte Artikel in den Text.
• Der nach vorne gekehrte Flügel in Zweisitzer-Segelflugzeugen dient hauptsächlich dazu, den hinteren Piloten im Schwerpunkt zu platzieren, sodass das Flugzeug von einem einzelnen Piloten ohne Ballast geflogen werden kann. Bessere Sichtbarkeit ist nur ein angenehmer Nebeneffekt.
• Der Link ist jetzt tot.

Auch Zlin 142 hat einen nach vorne gekehrten Flügel.

Nicht aus aerodynamischen Gründen, sondern um die Piloten im Schwerpunkt und den Holm dahinter zu platzieren.

Blanik L-13- und Scheibe Bergfalke-Segelflugzeuge hatten nach vorne geschwungene Flügel. Es scheint hilfreich zu sein, die Freiheit bei der Einstellung des Schwerpunkts in Bezug auf das Druckzentrum und die Platzierung der Piloten zu erhöhen . Die Vorteile von vorwärts gefegten Flügeln können hauptsächlich im niedrigen Geschwindigkeitsbereich, beim Start und bei der Landung liegen.Ich bin mir nicht sicher, ob Ju-287 ein Fehler ist. Es gibt Berichte, dass es in sowjetischen Händen 1 000 km / h erreicht hat, gut für einen Bomber, aber die Entwicklung des Konzepts wurde eingestellt. Möglicherweise haben sie einige schwere Probleme festgestellt. Ein schwanzloses US-Flugzeug der späten 40er Jahre nutzte diese Anordnung, NASA / NACA, Cranfield Repository hat Dokumente darüber, auch YouTube-Videos existieren