чистое крыло без подкосов

[hardware]

Насколько сложнее и тяжелее будет высокоплан типа пайпер кэба  с чистым крылом по сравнению с классическим подкосным и как это скажется на летных качествах?

 

[hardware]

типа такого

 

[Denis]

Может оказаться не тяжелее, но ценой значительного усложнения конструкции и технологии постройки. Это свободнонесущее крыло обязательно будет трапецеидальным, возможно с переменным по размаху профилем, трудоемкость только лонжерона (ов) будет выше чем целого оригинального крыла. Крейсерская скорость возрастет приблизительно на 2%. Взлетно-посадочные характеристики не изменятся. Сохранение благоприятного пведения на больших углах атаки потребует сложных исследований и доводки.   

 

[JonSu]

Сохранение благоприятного пведения на больших углах атаки потребует сложных исследований и доводки.

Интересное отличие подкосного крыла от свободнонесущего...
Мож я чего не знаю? 😉
А вообще - установка свободнонесущего крыла на высокоплане "украдет" часть пространства кабины над головой.
Для посадки "тандем" - не особо критично, ухудшится обзор у заднего пилота, а для "бок-о-бок" этот недостаток будет заметнее...
Что не мешает существовать этой схеме.

 

[Denis]

Сохранение благоприятного пведения на больших углах атаки потребует сложных исследований и доводки.

Интересное отличие подкосного крыла от свободнонесущего...
Мож я чего не знаю?

Причина названа. Если подкосное крыло может быть прямоугольным без избыточной массы конструкции, то подкосное чтобы сравниться с ним по весовой эффективности придется делать с сужением, причем значительным.  Это сужение будет не только создавать проблемы со сваливанием и штопорными характеристиками, но и не оптимально с точки зрения эффективности размаха. Для того, чтобы получить коэффициент Освальда близкий к единице, достаточно дополнить прямоугольное крыло небольшими сужающимися концевыми отсеками и не обязательна геометрическая крутка. Но при этом без использования подкосов неизбежна дополнительная масса как лонжеронов, так и элементов, обеспечивающих жетскость на кручение, даже при использовании материалов с высочайшими механическими характеристиками.

Что касаемо пространства над головами то у Каба и так вся кабина находится под нижней поверхностью крыла.

 

[fan444]

Бесподкосное  крыло целесообразно  делать  только  в  случае  улучшения  аэродинамики  самолета,что  при  скоростях  до  200  км/ч  просто  малозначительно,  все  остальное   только  усложнит  и  утяжелит  конструкцию  крыла. 😉

 

[Denis]

Wittman Tailwind  летает на скоростях около 400км/ч и подкос никак не ухудшает его аэродинамику, даже улучшает.

 

[Red]

Осталось добавить то же самое,про его неубирающееся шасси! ;D

 

[JonSu]

подкос никак не ухудшает его аэродинамику, даже улучшает.

"...Все странче и странче..."(с)

Осталось добавить то же самое,про его неубирающееся шасси! ;D 

+1000

 

[леха (magnum)]

Примерно одинаково по сложности изготовления.

Да будет тяжелее по массе конструкции.
т.е. груза меньше можно будет взять с собой на 5..6кг.

соответственно скорость немного увеличится ( на 3..5км/ч)

разбег/пробег/ скороподъемность
останутся теми же или незначительно изменятся 1..2 процента

так что выбор такой

5...6 кг полезной нагрузки против 3..5км/ч

 

[Denis]

Примерно одинаково по сложности изготовления.

Да будет тяжелее по массе конструкции.
т.е. груза меньше можно будет взять с собой на 5..6кг.

соответственно скорость немного увеличится ( на 3..5км/ч)

разбег/пробег/ скороподъемность
останутся теми же или незначительно изменятся 1..2 процента

так что выбор такой

5...6 кг полезной нагрузки против 3..5км/ч

Не соглашусь насчет сопоставимой сложности конструкции.
Как я уже отмечал, свободнонесущее крыло для Пайпера по трудоемкости сравнимо с целым самолетом.

Вспомним что такое классическое двухлонжеронное крыло с V-образным подкосом.

Лонжероны - две простые балки, например, целные доски постоянного сечения. Они связаны распорками и крестами расчалок или жесткими диагоналями в одной плоскости.
нервюры пердают на эту структуру воздушную нагрузку. Они надеваются на лонжероны и крепятся символически (у Пайпера - гвоздями).

Кручение воспринимается полностью депланацией лонжеронов.

Поперечное V и крутку регулируют длиной подкосов.  

Отсутствуют моментные стыковые узлы.

Носок профиля не обязан воспринимать кручение.

Расчетная схема настолько проста что более листа бумаги, карандаша и мозга ничего не требуется.


Удельная масса этого крыла с учетом подкосов конкретно у Каба 4.4кг/м2, возможна до 3кг/м2 у легконагруженных конструкций.

Коэффициент сопротивления трения Cxf<0.005

Вопросы?

 

[леха (magnum)]

Это моё личное мнение из опыта 😉

Предложите своё,

А потом, тот кто задавал вопрос сложит наши мнения и поделит на количество участников и получит примерно правильный ответ.

Я бы тоже не стал переделывать пайпер.

 

[Denis]

Подкос улучшает аэродинамику таким образом:

1. Напрямую. Позволяет применять тонкие профили, обеспечивающие минимальное профильное сопротивление даже при преимущественно турбулентном погранслое. устойчивые к загрязнанию и искажению поверхности. Позволяет выбирать форму крыла в плане исключительно из соображений максимальной эффективности размаха и благоприятного развития срыва потока (достичь того и другого одновременно трудно). Позволяет уменьшить площадь сопряжения корня крыла с фюзеляжем - упростить решение проблемы сопротивления интерференции.

2. Опосредованно. За счет меньшей массы крыла при заданной массе ненесущих чатей сокращается потребная площадь, а также размах крыла. Вместе с крылом сокращаются потребные размеры оперения. В результате сокращение общей омываемой поверхности снижает сводку сопротивлений более чем добавочное сопротивление, вносимое подкосом.

 

 

[Denis]

Высокая весовая отдача современных  пассажирских лайнеров. которые все имеют свободнонесущее крыло не должна вводить в заблуждение. Она обеспечивается  главным образом за счет тог, что крыло с топливом, двигателями, шасси и системами, составляет у них основную часть взлетного веса (до 80%), и основная частьвоспринимаемой им нагрузки расперделена по размаху. Масса топлива при этом превосходит или, как минимум, сравнима с платной нагрузкой.
Для легких самолетов эти условия невыполнимы.

 

[FlyCat]

Высокая весовая отдача современных  пассажирских лайнеров. которые все имеют свободнонесущее крыло не должна вводить в заблуждение. Она обеспечивается  главным образом за счет тог, что крыло с топливом, двигателями, шасси и системами, составляет у них основную часть взлетного веса (до 80%), и основная частьвоспринимаемой им нагрузки расперделена по размаху. Масса топлива при этом превосходит или, как минимум, сравнима с платной нагрузкой.
Для легких самолетов эти условия невыполнимы. 

Что-то я не понимаю... Если 80% от взлетного веса - это только вес части конструкции самолета то что тогда остается на полезную нагрузку?
Что такое: "платная нагрузка"?

 

[Denis]

Высокая весовая отдача современных  пассажирских лайнеров. которые все имеют свободнонесущее крыло не должна вводить в заблуждение. Она обеспечивается  главным образом за счет тог, что крыло с топливом, двигателями, шасси и системами, составляет у них основную часть взлетного веса (до 80%), и основная частьвоспринимаемой им нагрузки расперделена по размаху. Масса топлива при этом превосходит или, как минимум, сравнима с платной нагрузкой.
Для легких самолетов эти условия невыполнимы. 

Что-то я не понимаю... Если 80% от взлетного веса - это только вес части конструкции самолета то что тогда остается на полезную нагрузку?
Что такое: "платная нагрузка"?

Читайте внимательно. Это масса констркуции крыла плюс все что в нем находиться. А там находится еще и топливо, которое может весить в разы больше платной нагрузки, т.е. пассажиров и грузов. Массы , нахроядщиеся в крыле нагружают его распределенной нагрузкой по размаху, клторая также равномерно уравновешивается подъемной силой. Фюзеляж с платной нагрузкой внутри  здесь является только незначительным довеском к крылу.

 

[Denis]

Для сравнения, Пайпер Каб с его конфигурацией подкосов по характеру нагружения крыла очень близок к такому лайнеру. нагрузка от фюзеляжа разнесена по размаху на три точки (середина  размаха и подкосы), в примерно равных долях. Максимум изгибающего момента лонжеронов приходится на точку стыка подкоса и составляет менее 1/10 от момента который бы действовал в корне аналогичного свободнонесущего крыла.   Основной расчетной нагрузкой лонжерона становится сжатие участка между подкосом и корнем, при этом балочный лонжерон хорошо подкреплен регулярно расположенными нервюрами от потери устойчивости.

 

[Геннадий2]

Подкосное крыло, оправдано в том случае, если оно сделано из текстиля или пленки. Но такое крыло имеет малый ресурс, требует ангарное хранение и чехления. К тому же не отвечает высокими аэродинамическими показателями из-за несовершенства геометрии и отклонений от профиля.
Если посчитать количество деталей для без моментного соединения подкосов к лонжерону и фюзу, а еще подпорки и растяжки, то по сложности изготовления и деталировки, оно превышает свободнонесущее. В общем выигрыша ни какого не наблюдается, это крыло прошлого века.
Тем более свободнонесущие сейчас стыкуются одним пальцем.
Стеклопластиковая корка на свободнонесущем крыле не только обеспечивает заданные параметры профиля, но и легко воспринимает нагрузки на кручение, устойчиво к атмосферным и водным воздействиям. С меньшим сопротивлением трению.
Свобононесущее крыло из стеклопластика, изготовленное на матрицах, проще в изготовлении, не требует высококвалифицированных специалистов тудоголиков из 60-тых.
Вопросы.

 

[Замполит...прости господи]

Самолёт симпатичный
https://www.google.ru/search?q=Aermacchi+MB.308&newwindow=1&hl=ru&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=86mDUqH8GMqp4ATD4IBo&ved=0CCwQsAQ

 

[Odissey116]

Насколько сложнее и тяжелее будет высокоплан типа пайпер кэба  с чистым крылом по сравнению с классическим подкосным и как это скажется на летных качествах?

Если подкосное крыло может быть прямоугольным без избыточной массы конструкции, то подкосное чтобы сравниться с ним по весовой эффективности придется делать с сужением, причем значительным.

Нами было изготовлено три А-20 со свободнонесущими крыльями. . . . .  Цель создания была простая - повысить аэродинамическое качество, не увеличивая веса конструкции. В результате анализа выяснилось, что если изготовить полки лонжерона переменного сечения по размаху, то увеличение веса самого крыла не превысит веса подкоса. Конечно, положительную роль играет большая строительная высота профиля крыла.

Два мнения.