Арна қанаты - Channel wing

Channel Wing CCW-5 ұшағы

The арна қанаты бұл ұшақ қанат әзірлеген принцип Уиллард Рэй Кастер 1920 жылдары. Қанаттың ең маңызды бөлігі қозғалтқышы ортасына орналастырылған жартылай түтікшеден тұрады, а пропеллер жартылай түтікпен құрылған арнаның артқы шетіне орналастырылған.

Антонов Изделие 181 Тәжірибелік

Даму

1925 жылы Виллард Кастер қатты желдің қораның төбесін қалай көтергенін өзі байқады. Кастер желдің жоғары жылдамдығы төбеде төмен қысымды тудырғанын, ал қысым ішкі жағынан жоғары болып, шатырды сөзбен өшіріп тастағанын түсінді. Бұл төмен қысым / төмендегі жоғары қысым, ұшақтың қанатының көтерілуін қамтамасыз ететін құбылыс, бірақ бұл жағдайда қораның өзі қозғалмайтын болса керек.

Кастер құбылысты зерттеп, 1928 жылға қарай әдеттегі қанат профилінің орнына жартылай түтік тәрізді қимасы бар қанаттың алғашқы модельдерін жасады. Бұл 1929 жылы патенттелген болатын. Содан кейін жартылай түтікті канаттың дамуы одан әрі жетілдіріліп, 1942 жылы 12 қарашада ОКЖ-1 (Custer Channel Wing 1) ұшақ бірінші рет ұшты. Кастер қосымша эксперименттік ұшақтар жасады; соңғысы CCW-5 болды, оның бірнешеуі 1964 жылы шығарылды.

Функционалдық принцип

Арна қанатының эскизі (алдынан көрінеді)

Кастер оның өнертабысының қысқаша мазмұны: қанат құрған көтергіштің кілті - ұшақтың жылдамдығы емес, қанаттың үстінен өтетін ауа ағынының жылдамдығы: Бұл ауа жылдамдығы емес, ауаның жылдамдығы!

Қанат жұмыс істейді, өйткені қанаттың үстіндегі ауа төменгі жаққа ие қысым астындағы ауаға қарағанда. Кәдімгі әуе кемесі бұл қысым дифференциалы үлкен болғанға дейін айтарлықтай минималды жылдамдыққа жетуі керек, ол ауа арқылы көтерілуге ​​мүмкіндік береді.

Кастердің канатында айналатын винт тұрақты ауа ағыны канал арқылы артқа бағыттайды. Төмен қысым жағындағы әуе бұрышы әдетте барлық жағынан ауамен қамтамасыз етіледі. Жартылай түтік ауаның төменнен тартылуына жол бермейтіндіктен, оның орнына ауа канал арқылы сорылады. Бұл арнада қайтадан көтеруді тудыратын күшті төмен қысымды аймақ жасайды.

Қолдану және шектеулер

Ұшақта макет ұзақ уақыт бойы сәтті дәлелденбеді, дегенмен Кастер бұл принциптің тік ұшуға қабілетті екенін теориялық және эксперименталды түрде көрсетті. Олар әдеттегі рульдермен салынғандықтан, олардың минималды жылдамдығы жұмыс істеуі керек, олардың ешқайсысы жоқ Кастер жасаған ұшақ толықтай қабілетті болды тік ұшу, бірақ оның орнына ретінде сипатталды STOL (қысқа ұшу және қону). Ұшу-қону жолағы өте қысқа болды, алайда CCW-1 үшін 200 фут (61 м), CCW-2 үшін 66 фут (20 м), ұшу жылдамдығы сағатына 20 мильден төмен болды (32) км / сағ). Толық тік ұшу теориялық тұрғыдан мүмкін, бірақ қосымша түрлендірулер мен басқару құралдарын қажет етеді.

Кастер таза каналды ұшақтарды да, каналдардан тыс орналасқан қосымша кәдімгі қанаттары бар ұшақтарды да зерттеді. Құрылыс салыстырмалы түрде төмен жылдамдықта өте жақсы жұмыс істейді. Жоғары жылдамдықта, жоғары винтте RPM, әуе винтінің айналасында тербелістер пайда болып, шудың жоғарылауын тудырады, сонымен қатар құрылымда ұзақ мерзімді деструктивті тербелістер пайда болады.

Екі канаттың ерекшеліктерін көрсететін қос қозғалтқыштың орналасуы ең көп тексерілген конфигурация болды. Бір қозғалтқыштың істен шығуы кезінде егіздердің орналасуы бақылауды жоғалту қаупі жоғары болды және әдеттегі екі қозғалтқышты ұшақтармен салыстырғанда STOL ұшуы үшін мұрынға жоғары көзқарасты қажет етті.[1]

Кастердің CCW ұшағының екеуі тірі қалды. CCW-1 орналасқан Смитсонянның ұлттық әуе-ғарыш мұражайы жылы Сюитленд, Мэриленд. The ОКЖ-5, негізделген болатын Бауман бригадирі атқарушы авиация, көрмеге қойылған Орта Атлантикалық әуе мұражайы жылы Пенсильвания.

Кейінірек, зерттеу жүргізді НАСА лифт пен өрістің ұзындығы бойынша артықшылығы макеттің көтерілудегі және жоғары жылдамдықтағы қабілеттіліктегі көптеген кемшіліктердің орнын толтыра алмады және сертификаттау талаптарына жауап беретін мәселелер шешілді. жалпы авиация.[2] Басты мәселе, жартылай дөңгелек арқалықтың қанатының конфигурациясы бірдей көтеру планформасының әдеттегі қанаты бойынша профильдің тартылуын және салмақ бойынша айыппұлдарды көбейтеді, және жалпы түзу қанат сол слипстримнен туындаған көтерілістің әсерінен тепе-тең көтеруді қамтамасыз ете алады. динамикалық қысым.

Арнаның гибридті қанаты

1999–2004 жылдар аралығында Атлантадағы технологиялық зерттеулер институтының Джорджия институты бастаған бірлескен ғылыми жобаны Лэнгли ғылыми орталығы қаржыландырды. Әуе кемелері айналымды басқаратын қондырғыларымен арналық қанаттар принципі сызбаларын қолдану арқылы сыналды Coandă әсері. Қанаттың өнімділігі жоғарылап, шабуыл бұрышы төмендетіліп, дизайнның кейбір кемшіліктері азайтылды. Нәтижесінде жасалған дизайн патенттелген.[3]

Арналық қанат қағидаты ұшақтың мысалдары

ҮлгіДизайнерКомпанияшамамен жыл
ОКЖ-1Уиллард Рэй КастерCuster Channel Wing Corporation1942
CCW-2Уиллард Рэй КастерCuster Channel Wing Corporation1948
ОКЖ-5Уиллард Рэй КастерCuster Channel Wing Corporation1953–64
РФВ-1Ханно ФишерРейн-Флюцгеугбау, Мёнхенгладбах1960
181Олег К.АнтоновАнтонов1990

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «Бұл кішкене қосымша көтеру». Әуе және ғарыш. Сәуір 2007 ж.
  2. ^ Channelwing қайта қаралды, Гарри Клементс, SAE Құжат нөмірі: 2006-01-2387
  3. ^ «Бұл кішкене қосымша көтеру». Әуе және ғарыш. Сәуір 2007 ж.
  • Дональд Лиска - Channelwing әуе кемесі, Висконсин инженері Vol. 57, Nr. 6, 16 –19 бб, 1957 ж. Қазан, [1]
  • Кевин Браун - Аңызға айналған канаттық ұшақ-сынақ, Танымал механика, қыркүйек 1964 ж
  • Роберт Энглар, Брайан Кэмпбелл - Пневматикалық канаттың күшейтілген көтергіш Super-STOL ұшақтарын жасау, 1 ағынды бақылау конференциясы, 24-26 маусым 2002 ж., AIAA 2002-3275, Сент-Луис, Миссури, 2002 ж
  • Уолт Бойн - Кастер каналы туралы сюжет, Airpower журналы, 7-том, №3 мамыр 1977 ж
  • Белгісіз автор - Кастердің өндіріс моделі тағзым етеді, Air Progress журналы, қазан / қараша, 1964 ж
  • Белгісіз автор - Көрсетілімде қанаттардың қанаты, Авиациялық апта, 1959 ж., 28 қыркүйек

Сыртқы сілтемелер