Летательные аппараты нетрадиционных схем

Трудно понять, для чего изобретатель придал крыльям столь необычную форму — у такого крыла слишком мало горизонтальной поверхности, способной обеспечить достаточную несущую способность, но в то же время имеются значительные вертикальные участки, которые не создают подъемной силы вообще. Так как поверхности крыльев были плоскими, они, очевидно, не создавали подъемную силу так, как это делают обычные профилированные крылья. Внешне самолет Гиводана своими одинаковыми по размерам кольцевыми крыльями напоминал увеличенный коробчатый змей с закругленными краями. Переднее крыло было выполнено подвижным для обеспечения управляемости самолета.

СТРЕЛОВИДНЫЕ КРЫЛЬЯ

Стреловидные крылья применялись в практике авиастроения до первой мировой войны. Эти крылья можно считать традиционными, хотя иногда они имеют незначительные модификации с целью решения некоторых специальных задач. В целом, пропорции, конструкция, а также средства механизации и управления (например, элероны и закрылки) стреловидных крыльев остаются такими же, как на обычных прямых крыльях, вне зависимости от угла стреловидности.

В случае прямого крыла (имеющего постоянную по длине хорду от законцовки до корневой части) угол стреловидности обычно измеряется по передней кромке крыла. Для сужающихся крыльев угол стреловидности измеряется по линии четвертей хорд. Стреловидность треугольных крыльев определяется, как правило, по передней кромке.

Стреловидные крылья (в том числе и крылья обратной стреловидности) используются по трем основным причинам: а) для решения проблем балансировки, б) для размещения органов управления самолетом по тангажу на достаточном плече относительно центра масс; в) для затягивания начала волнового кризиса при полете с большими скоростями (более 950 км/ч).

Необходимость выполнения высокоскоростных полетов привела к появлению новой конструктивной особенности скоростных самолетов - крыла с изменяемой в полете стреловидностью. Такое крыло устанавливается под углом минимальной стреловидности для обеспечения максимальной подъемной силы в процессе взлета и посадки, а при полете с большими скоростями крыло переводится в положение максимальной стреловидности для получения высоких характеристик сверхзвукового полета.

Возникающие при проектировании и постройке самолетов с крылом изменяемой стреловидности проблемы очень сложны; использование такой схемы приводит к существенному увеличению массы и стоимости самолета. К числу возникающих обычно при создании таких самолетов проектных проблем следует отнести аэродинамические проблемы балансировки, связанные с изменением положения крыла, и необходимость применения достаточно мощного и надежного поворотного узла, способного нести всю нагрузку, приходящую с консоли крыла. Кроме того, значительные конструктивные трудности возникают из-за необходимости придания грузам, размещаемым под поворотными консолями крыла, направления, параллельного направлению полета независимо от угла стреловидности крыла.

Следует сказать еще несколько слов о влиянии крыла изменяемой стреловидности па летно-технические характеристики самолета. При изменении конфигурации крыла от минимальной стреловидности к максимальной размах крыла и относительная толщина профиля уменьшаются, вследствие чего изменяются характеристики крыла. Так как консоль крыла представляет собой жесткую конструкцию, очевидно, что физически толщина крыла не меняется, но изменяется отношение толщины профиля к величине хорды, построенной по направлению воздушного потока (см. рис. 6.11).

Рис. 6.11.Относительная толщина профиля крыла (поточная) уменьшается по мере увеличения стреловидности. Физически толщина крыла остается неизменной (Т₁ = Т₂), но происходит увеличение поточной длины хорды крыла (С₂ > C₁).

• «Юнкерс» Ju.287

Первым крупным самолетом, в котором использовались аэродинамические преимущества стреловидного крыла, стал созданный во времена второй мировой войны в Германии экспериментальный самолет Ju.287. Это был по-настоящему новаторский проект. На этом четырехдвигательном реактивном бомбардировщике, кроме стреловидного крыла (причем обратной стреловидности, а не прямой), применена весьма нетрадиционная схема размещения двигателей (в отдельных гондолах, установленных в носовой части фюзеляжа и под крылом). Кроме того, для сокращения взлетной дистанции на самолете применялись отделяемые после использования ракетные ускорители на твердом топливе (рис. 6.12).

Рис. 6.12.Немецкий реактивный бомбардировщик «Юнкерс» Ju.287 с крылом обратной стреловидности (1945 г.).