Domanda:
Un'ala che corre la lunghezza di un aereo è praticabile?
jhabbott
2015-02-25 08:42:17 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Stavo pensando ad aerei da combattimento come l ' Harrier che hanno spinta vettoriale e ugelli di stabilizzazione controllati dal computer. Anche un angolo anedrico sulle (piccole) ali. L'aereo si basa così tanto sulla stabilizzazione del computer e vola come un mattone se il motore si guasta, quindi perché avere quelle ali? Non potresti ottenere la stessa portanza dalle ali della stessa area che corrono parallele alla fusoliera, cioè ali molto più corte (da sinistra a destra) ma più profonde (da davanti a dietro)? E questo non creerebbe molto meno resistenza riducendo i requisiti di spinta?

Dopo averci pensato mi sono reso conto che per i combattenti probabilmente non è una buona idea in quanto perderebbero molta manovrabilità di beccheggio, ma per i passeggeri jet, un approccio stabilizzato al rollio con un'ala corta che corre per tutta la lunghezza otterrebbe la stessa portanza riducendo la resistenza? Una simile ala è praticabile?

Dalla tua descrizione immagino un missile alimentato da un jet con alette strette della lunghezza della fusoliera su due lati dell'aereo. Se fosse possibile, ci sarebbe un'interessante campagna di marketing per convincere il pubblico in viaggio a voler volare su un aereo del genere quando è così abituato alle ali convenzionali.
Sì, immagino che sarebbe qualcosa come le pinne di un'anguilla ma sui lati invece che in alto / in basso.
Mi ricorda un po 'il [D-21] (https://en.wikipedia.org/wiki/Lockheed_D-21), con il thrust vectoring.
le ali sono tanto più efficienti quanto più sono lunghe e strette. Guarda gli aerei a vela. Da qualche parte wikipedia spiega tutto.
Tre risposte:
#1
+8
ratchet freak
2015-02-25 16:07:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Intendi ali proporzioni molto basse (da span alla lunghezza longitudinale)?

Un rapporto di aspetto basso ha una maggiore resistenza indotta e una scorrevolezza molto scarsa.

Il coefficiente di resistenza aerodinamica totale di un aeromobile può essere espresso come:

$$ C_d = C_ {D0} + \ frac {{C_L} ^ 2} {\ pi e AR} $$

$ C_D $ è il coefficiente di resistenza dell'aeromobile
$ C_ {d0} $ è il coefficiente di resistenza aerodinamica dell'aereo,
$ C_L $ è il coefficiente di portanza del velivolo,
$ \ pi $ è pi ,
$ e $ è il numero di efficienza di Oswald. $ AR $ è il rapporto di aspetto.

Ciò significa che la resistenza è inversamente proporzionale alle proporzioni. Quindi un allungamento basso richiede più spinta solo per rimanere in aria. Ciò significa costi del carburante più elevati.

Uno dei requisiti per gli aerei commerciali è la capacità di recuperare dopo aver perso i motori. Un buon rapporto di planata (che richiede portanza elevata per resistenza) è essenziale per questo.

Capisco - quella pagina di Wikipedia ha davvero aiutato. Il mio malinteso è stato causato dalla non comprensione della differenza tra resistenza parassita e resistenza indotta, e quindi supporre che l'area complessiva dell'ala fosse la preoccupazione più importante in termini di portanza.
#2
+2
Fred
2015-02-25 09:44:50 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Pensando al mio commento sopra, le alette laterali della lunghezza della fusoliera potrebbero essere sostituite con alette stabilizzatrici più piccole e la tecnologia utilizzata per i missili da crociera, con l'aggiunta del thrust vectoring, adattato per aerei passeggeri.

È possibile effettuare il volo in volo, come dimostrato dai missili da crociera e da altri missili. Il decollo poteva essere assistito da rampa se necessario, è in parte il motivo per cui le portaerei britanniche avevano rampe all'estremità di prua quando i jet di salto Harrier erano in servizio. L'atterraggio potrebbe essere un problema, ma è qui che la spinta vettoriale sarebbe fondamentale.

L'altra opzione è sostituire le pinne laterali strette con ali oscillanti variabili che potrebbero essere ritratte durante il volo.

Le funzioni di spinta vettoriale sarebbero fondamentali per fornire manovrabilità quando si verificano eventi imprevisti, come evitare il maltempo e l'invasione nello spazio di volo da parte di altri aeromobili - prevenzione delle collisioni.

#3
+2
Olin Lathrop
2015-02-25 20:07:26 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Gli elicotteri sono la prova che non hai bisogno di ali.

Tuttavia, le ali corte (sinistra destra), non importa quanto lunghe (davanti dietro), sono meno efficienti delle ali larghe. Puoi vederlo dalla fisica di base senza dover capire nulla su come funzionano effettivamente le ali.

Considera un aereo in volo rettilineo, livellato e costante. La forza netta sull'aria è di spingerla verso il basso con il peso dell'aereo. Questa forza viene prodotta impartendo una quantità di moto verso il basso nell'aria che circonda immediatamente l'aereo mentre l'aereo vola. La quantità di moto è massa x velocità. In questo senso le ali tozze e le ali larghe sono equivalenti. Puoi ottenere lo stesso slancio spingendo un po 'd'aria molto (ala tozza), o molta aria un po' (ala larga).

Tuttavia, considera la potenza richiesta. La potenza è proporzionale al quadrato della velocità moltiplicato per la massa. Pertanto, spingere un po 'd'aria ad alta velocità richiede più potenza rispetto a spingere molta aria a bassa velocità. Le ali tozze trasferiscono più potenza nell'aria per la stessa portanza. Questa potenza extra si manifesta come una maggiore resistenza, che alla fine richiede una maggiore spinta dai motori per essere superata.

Alette larghe e sottili sono le migliori per l'efficienza, ma ci sono limiti strutturali e altri compromessi. Si noti che le ali degli alianti (dove l'efficienza è molto importante poiché la potenza deriva dalla perdita di quota) sono molto larghe, ma sottili nelle altre due dimensioni. Inoltre, non possono trasportare molto carico utile, in parte perché le ali sono troppo fragili per supportarlo.

Tutto è un compromesso. I caccia a reazione hanno altri criteri importanti, come manovrabilità, alta velocità massima, buona visibilità della cabina di pilotaggio, piccola sezione trasversale del radar, ecc. Spesso è utile rinunciare a un po 'di efficienza in cambio di queste altre caratteristiche. Tutto dipende da cosa dovrebbe fare l'aereo.

Dai un'occhiata all'F104 come esempio di ali tozze e sottili. Era veloce, ma anche molto difficile da pilotare, con diversi piloti persi a causa dell'impossibilità di controllare l'aereo.

Gli elicotteri hanno le ali: i rotori. Questo è il motivo per cui vengono spesso definiti velivoli ad ala rotante.
Stavo per dire, sembra che tu stia descrivendo il V-22 Osprey.


Questa domanda e risposta è stata tradotta automaticamente dalla lingua inglese. Il contenuto originale è disponibile su stackexchange, che ringraziamo per la licenza cc by-sa 3.0 con cui è distribuito.
Loading...