Vår du att känna igen den horisontella vinglattan i Horten-designen eller den experimentella svängaren i den här videon?

7

Kommentarer under NASA Armstrong Flight Research Center-video Proving Prandtl-med en twist! incclude:

  • This video is entirely a hidden jewel in youtube, it deserves much more attention than what it has had until now. It is both educational and inspirational!

  • It's a clever, non-obvious idea, using the washout to eliminate adverse yaw...

Vad och var är Horisontell wiglet diskuterad i videon eller i Horten-designen som diskuteras där också?

När jag tittar på de olika bilderna i videon ser jag bara en platt vinge så långt som formen berör; Vad skiljer vinglattan från resten av vingen?

redigera: Jag ser en paus i vingen nära slutet, men så långt jag kan se förändras inte formen eller orienteringen från vad vingen skulle se ut i alla fall. Vad är det som gör slutet på denna vinge en vinge?

                             
    
uppsättning uhoh 03.12.2018 06:20

5 svar

7

Du kan inte från planformen ensam.

För det första är vinglappar inte en magisk enhet. Ringa vingen med klockformad lyftfördelning en med horisontella vingar försöker frigöra på mystiken som NASA-marknadsföring har skapat runt vinglatsen. Men fysiken bakom det är ganska vardagliga och den kraft som skapas av den yttre vingen är en del återbetalning för de högre förlusterna i mellanklassen från en brant liftgradient över span.

Nästa vingar skapar drivkraft om du definierar det tillräckligt snävt. Detta kommer från sugkraften på framsidans övre sida av flygbladet och kallas framkantspedalen .

Induced drag är bakåt lutning av de aerodynamiska krafterna och orsakas av lyft skapande. Minsta draghastighet för en viss mängd lyft och vinge kan uppnås med elliptisk fördelning över span. Den klockformade fördelningen skapar mer drag för samma lyft- och vingspets, eftersom den har högre splineshöjningsgradienter i mitten.

What is it that makes the end of this wing a winglet?

Det här är en fråga om definition. Det så kallade vinglatsområdet är där vingeytorna endast har liten positiv eller till och med negativ lyft. Precis som i en vinglåt, ger den lokala hissen en framåtkomponent som fungerar som motsatt av inducerad dragning. Kalla det inducerad drivkraft, om du vill: Det här är det som är vanligt med vinglar och den negativt laddade vingen. Detta orsakas i sin tur av vingvridning och lokal kontroll yta avböjning. Du kan inte se från övervyn hur hissen fördelas över span.

Men den klockformade lyftfördelningen har några intressanta fördelar:

  • Eftersom de flesta hissar skapas nära vingarrotet kan sparböjningsmomentet hållas lågt för en viss mängd hiss. Detta möjliggör en lättviktsvingningsstruktur och är särskilt viktigt för stora flygplan .
  • Med aileronböjning blir hissfördelningen på den uppåtgående vingen nästan elliptisk medan den på den nedåtgående vingen blir ännu sämre, ökande inducerad dra det kraftigt. Detta minskar negativa yaw så att ingen vertikal svans behövs.

Låter bra, eller hur?

Egentligen nej det gör det inte när du tittar närmare på:

  • På grund av flygvågornas låga maximala lyftkoefficient måste flygelens vingsyta vara mycket högre än för en konventionell konfiguration av samma landningshastighet där en svansyta tillåter användning av powerful bakkanten flikar , höjer vinge vikten och dra väsentligt.
  • Den klockformade lyftfördelningen är som att flyga hela tiden med spoilers halvt utplacerad . Aileron-avböjning drar in spoilern på den uppåtgående vingen och sträcker den helt på den nedåtgående vingen. Typ av som delade ailerons av B-2. Jag tycker att det är bättre att bara använda spoilers under manövrering. Dessutom var Horten-flygvingarna alla kända för marginalriktningsstabilitet, särskilt vid hög hastighet när fej hjälpte inte mycket. Det var för lite för att ens kompensera för osymmetrisk dragkraft . En fin eller tillsatt konstgjord stabilisering skulle vara mycket tillrådligt.
svaret ges 01.01.2019 15:11
3

Jag har flera inlägg och snarky kommentarer på här som beskriver vinglets funktion precis som beskrivs i den här videon. det vill säga de utnyttjar cirkulationen runt spetsen för att generera dragkraft (som segel på en båt, varför de ursprungligen kallades "tipsseglar"). Nästan alla beskrivningar pratar vagt om hur de ger en minskning av inducerade drag. Det här är första gången jag länge har sett det förklarat så tydligt och det är kul att se.

Hur som helst, kom ihåg att en vinge är en flygande yta som genererar utslag från spetscirkulationen, det som de gjort här är helt enkelt en platt spetsförlängning med sitt incidensuppsättning (mer näsa än ett normalt vinge-spets) för att utnyttja samma cirkulation , typ av tidigare i flödes cirkelrörelse (vid 9 i stället för 12 kan du säga). Denna placering verkar generera en mycket starkare dragkomponent från vortice än en vertikal winglet, så stark att det räcker för att helt avbryta det ökade draget från den närbelägna näven.

Det innebär att eliminering av negativa yaw på det här sättet, tillsammans med svepbacken som ger en naturlig väderlevande tendens, gör att du kan helt undanröja ror.

Att hantera asymmetrisk motorkraft är ett annat jobb av roder som inte adresseras här och ett flermotorigt flygplan skulle fortfarande behöva någon form av asymmetrisk tryckkompensationsanordning, men det verkar dessutom briljant.

    
svaret ges 03.12.2018 13:44
2

När man tittar på bilden av glidbanan indikerar hängslarnas orientering att vingarna ska ge riktningskontroll, och ersätta roret såväl som vagnarna. Det ursprungliga Horten-flygplanet hade spoilers att utföra samma roll som roret i en konventionell design.

    
svaret ges 31.12.2018 12:48
2

Utmärkt arbete från NASA-laget och ett intressant sätt att tänka i 3 dimensioner.

En titt på fågelvingaranatomi visar hur de minskar hissen och ökar dragen på samma sida: genom att använda "handleden" för att vrida sin vingspets framkant nedåt. Du kan göra detta genom att hålla ut armen och rulla din handled. Konventionella flygplan behöver roder för att motverka "negativ yaw" skapad av nedåtriktad peka aileron (högre AOA, högre hiss) på motsatt sida av vändningen. Detta är den "samordnade" svängen. En spoiler på samma sida är mer "fågel som" och finns på den ärefulla B52.

Men innan vi slänger våra vertikala stabilisatorer och roder är det väldigt viktigt att studera korsvind. Ett dihedralflygplan med rulle från vinden och blåses sidled från en stark vindkraft. En "weathervane" -rörelse i svansen snabbar upp lädervingen och hjälper till att mildra rullen. Fåglar mildrar korsvindlängden genom att sätta upp sina vingtips (igen handleden).

Förhållandet mellan flygplanets dihedral och vertikala stabilisatorer uttrycks i diskussioner om "nederländsk rulle" (vertikal stabilisator för liten) och spiralinstabilitet (för stor). Detta kan vara varför B52 reducerades men eliminerade inte deras.

    
svaret ges 31.12.2018 15:22
2

Kanske har de provat vinglar som en del av sin designteeration och bestämde sig sedan för att lämna dem, eller böja dem böjda och därigenom få en större vingspets.

"Horisontell vinge" verkar vara en term som används i vindtunnelstudier för att indikera "vingarna är böjda" i motsats till 60 grader etc. vinge.

Svårigheten med dessa "horisontella vinge" är att du i huvudsak har en annan vinge från den du startade med, en med en längre spänning. Det här är typ av som att fuska på dig själv.

Så det finns inga vinglar i den givna designen. De ökade bara vingepanelen och kallade dessa "horisontella vinge", vilket är en missnöje.

Och jag tror också att deras förklaring när det gäller att drivkraften skapas av vingarna är fel.

    
svaret ges 01.01.2019 01:08