Vilka fördelar kommer med vingen på Boeing Bird of Prey?

Boeing Bird of Prey är verkligen ett unikt flygplan, wahich var ett internt projekt snarare än ett X-projekt finansierat av regeringen. Det användes främst som en teknologidemonstratör för låg observerbar teknik.

The Bird of Prey är ganska ovanligt för ett flygplansflygplan (i den meningen att det inte hade någon stabilisator) att det var statiskt stabilt och krävde inga korrigeringsingångar från en dator. Denna stabilitet uppnåddes av hissen som genererades av maskinerna framför skrovet.

Här är närmare titt på chines.

Källa:www.freerepublic.com

Kinernaproducerarhissgenomattgenereravorter(liknardeltavingen).Igrundenproducerarchinornaseparatavirvlarpåvarderasidanavskrovet,vilketgerupphovtillhiss.Enligtadg.stanford.edu,

Rather than reducing the lift of the wing, the leading edge vortices, increase the wing lift in a nonlinear manner. The vortex can be viewed as reducing the upper surface pressures by inducing higher velocities on the upper surface

BildfrånEffekteravvertikalsvansochinlopp/sträckgeometripåstabilitetavenDiamondWingWingConfigurationavMitchellE.Fossumetal.,nåsvia länk

För att jämföra hur chinen genererar lyfter liknar en deltavinge, är det lärorikt att se vortexflödesmönstren på en smal (beskärd) deltavinge med en chine förebild.

BildfrånPådeolinjäraaerodynamiskaochstabilitetsegenskapernaförengeneriskChine-For-Slender-WingFighter-ConfigurationavGaryE.EricksonochJayM.Brandon,NASATechnicalMemorandum89447,märkninggruva.

Ettexempelpåendeltavingemedenchineförälskelsevisarattdetvåvirvlarnagenererasfrånchinornaochdenhögtsvängbaravingen,somliknarfågeln.

BildfrånAerodynamiskanalysavengeneriskfightermedenchineFuselage/DeltaWingConfigurationanvänderfördröjdfrilagd-EddySimulationavTigerL.Jeansetal,nåsviacalpoly.edu

Krafternasomverkarpåflygplanetslängdaxelsernågotutsåhär(jagärintesäkerpåexaktavärdenellerplatser),vilketledertillettstatisktstabiltflygplan.

Profilfrånbj-o23.deviantart.com,andraegnajobb.

Hjulenhjälperocksåtillattminskaradartvärdet,enligtdictionary.sensagent.com(tillskrivetRadarspeletavRebeccaGrant):

A standard leading edge extension joins to the fuselage at an angle while a chine is an extension of the curvature of the fuselage. Therefore chines avoid presenting corner reflectors or vertical sides to radars.

Dennadesignharsedandessblivitstandardi(Boeing)UAVssomX-45etc.

Enannanfunktionärattfuselagesidornaärparallellamedvarandra,vilkethjälpertillattminskaRadarsnittetgenomattreflekteraradarvågornabortfrånkällan.

Källa:gizmodo.com

Vingeformenärganskaovanlig,enpolyhedralsektionmeddihedral(uppåtvinklade)inbyggdasektionerochanhedrala(nedåtvinklade)utombordssektioner,vilketbidrogtillsmidighetochstabilitet.

Källa: soldiersystems.net

Vingen har en ganska hög sopvinkel (~ 65 grader) för ett flygplan med låg hastighet, för att förbättra smygheten.

Bakgrund

Eftersom @aeroalias svar bara reproducerar vad som sägs i Wikipedia, kommer jag att lägga till några fler tankar (om än utan bilderna finns det redan gott om det andra svaret).

Först och främst är designen avsedd för transsonisk flygning, men utvecklingen finansierades privat av McDonnell-Douglas och var tvungen att hålla kostnaderna nere. Till följd härav använde demonstrationsflygplanet en klassmotor på 3000 lb mot kraft ( Pratt & Whitney Canada JT15D5C ) som är används mer i militära tränare och affärsstrålar än i stridsflygplan. Detta höll flygplanets högsta hastighet och de aerodynamiska krafterna låga, vilket hjälpte till att hålla systemen enkla och strukturen liten. Ett produktionsflygplan skulle vara mycket större och använda en mycket kraftfullare motor.

När McDonnell-Douglas inte valdes för ATF-programmet i slutet av 80-talet bestämde de sig för att sätta sig på karta genom att bygga en demonstrant som borde visa upp sin låga observabla expertis. De hade grundat sitt eget designkontor för svarta program, som heter Phantom Works , vilket speglar Lockheeds synsätt med deras Skunk Works -grenen.

Flygplanet

Grovt hälften av hissen i nivåflygning produceras av framkroppen. Wikipedia säger att det är chinerna, men de provocerar bara genereringen av ett par vorter, precis som de på en deltavinge, och det låga trycket som orsakas av hastigheten på denna virvel skapar lyft på framkroppen. På ett sätt är Bird of Prey en canardflygplan .

Den andra hälften av hissen bidrar med vingarna, vilket igen skapar virvelhiss på grund av den höga framkantens svepvinkel. Den inre vingeens dihedral valdes till

• Hämta tipsen så att vinglarna / fenorna har tillräckligt med utrymme för att peka nedåt. Observera att spetsarna på vinglarna skärs för att ge tillräckligt med rotationsfrihet. Denna nedskärningsvinkel indikerar också rotationsvinkeln och angreppsvinkeln vid låg hastighet.
• ger ett negativt rullande ögonblick på grund av sidoslip, vilket minskar vinglarnas effekt.

Regelbundna, uppåtriktade vinglar har ett antal nackdelar, en av dem är deras induktion av lyft på vingen när deras roder är avböjda , vilket ger ett oönskat rullande ögonblick och förhindrar att flygplanet rullas in i den avsedda vridningen. Nedåtriktade vinglar hjälpte flyget att flyga utan datorstyrning, eftersom de hjälper till med

• riktningsstabilitet, möjlig av sin bakre position på grund av högvingningsvinkeln
• rullande ögonblick med rudderböjning, rullande flygplanet i riktning mot den sväng som styrs av roderna.

Den höga sopvinkeln valdes för den höga subsoniska flygregimen av någon produktionsversion och för avböjning av den återstående radarsignalen bort från avsändaren. The Bird of Prey är en två-lobe design (se detta svaret för mer information)