Vad är "områdesregeln"?

Du kanske har hört talas om den elliptiska lyftfördelningen som minimerar inducerad dragning för en given spänning och en given lyft. Områdesregering är likartad, men här handlar det om längdfördelning av tvärsnittsyta i ett plan, och det minimerar vågdragningen vid Mach 1.

Den första bilden är från ett Junkers patent från 1944: Junkers upptäckte 1943 att transsonisk drag kan minimeras genom att flytta delar av ett flygplan runt. I det här fallet var det EF-122, ett forskningsprojekt som blev Ju-287. De enklaste kropparna att skifta var motorns naceller, det är därför slutprodukten har sådana udda motorplatser. Ritningen visar flera skuggade tvärsnitt längs linjer som bär romerska siffror: Plotta summan av alla områden längs varje linje över flygplanets längdkoordinat och du får en fördelning som måste optimeras så att den har maximal yta för de minsta gradienterna.

Nästabildvisarhurdessatomterserut.Dethärärfrånenannankälla,sådetvisargeneriskavinge-kroppskombinationer.Tillvänsterärettflygplanmedettflygplansformatsomen Sears-Haak kropp . En Sears-Haak-kropp är en optimal form för den största volymen med en viss vågdrage och upptäcktes av Wolfgang Haak 1941 och igen av William Sears 1947. Vingarna kommer upp och ritar upp områdesfördelningen genom att skapa en bump i mitten.

Rätt plot visar vad som kan uppnås genom att ta hänsyn till alla delar av flygplanet. Skillnaden visas i det lilla centrumet.

Hurdettagörs:Tabortfrånfartygetvadsomläggstillavvingarna.Resultatetärenfuselagesomserutsomenkoksflaska.DukanocksåläggatillKüchenmann-kroppar;äldreflygplanhargottomdem.Tittasärskiltpåfuselagessomdepå Blackburn Buccaneer eller T-svansar som de av Illjushin Il-62 eller Tupolev Tu- 154 . Idag används saker som motorpyloner eller flikspårfästen som Küchemann-kroppar för att släta ut längdriktningsfördelningen, och om du tittar noggrant ser du koksflaskan på skrovet runt horisontella svansen på många flygplan. De flyger inte på Mach 1, men nära nog är det här en stor skillnad redan.

Nedan visar det allmänna konceptet och storleken på dragreduktion som kan uppnås:

Huvudregeln är i huvudsak en generell regel för luftfartygsdesign som förbjuder brådskande förändringar i ett flygplans tvärsnittsarea från en punkt till en annan på dess längdaxel, eftersom dessa skulle skapa områden med lågt tryck i det omgivande luftflödet som skulle bokstavligen hålla flygplanet tillbaka, vilket reducerar hastigheten genom formdragning. Området regel kallas ibland "supersonic area rule" eftersom det har större betydelse vid transoniska och supersoniska hastigheter.