Trong cuộc tìm kiếm cho hiệu quả và hiệu quả hơn bao giờ hết và hiệu quả hơn, các kỹ sư hàng không liên tục tinh luyện hình dạng của cánh máy bay để giảm thiểu lực đẩy khí động học. Trong số các tính năng thiết kế hiệu quả nhất và rộng rãi nhất được tiếp nhận là cánh băng. Tính năng được tạo ra từ một độ dài hợp âm từ chủ cánh (nơi nó gặp trục máy bay) đến đầu mũi, kế hoạch là nền tảng của thiết kế máy bay hiện đại. Bài này khám phá các nguyên tắc khí động học phía sau cánh băng, vai trò quan trọng của họ trong việc giảm dần, và lợi ích rộng rãi của máy bay để mang lại hiệu suất.

Cánh băng là gì?

Một cánh được cuộn lại là một trong đó độ dài âm thanh - độ dài từ cạnh trước đến cạnh đuôi dấu nối (diminishes dọc theo khoảng cách từ gốc đến đầu. Nó tạo một hình dạng có thể bao gồm từ hình kim loại nhẹ đến hình dạng gần- vuông. Độ dài của các dây buộc thường được thể hiện như một tỷ lệ xoắn (tip nhau bởi hợp âm gốc). Một cánh hình chữ nhật có tỷ lệ dây là 1, trong khi cánh rất nhỏ có thể có tỷ lệ 0.2 hoặc thấp hơn. Phần lớn máy bay thương mại và quảng cáo rộng rãi trong một số độ băng dính, cân bằng tính năng suất và độ cân bằng tính năng suất.

Các nhà tiên phong thời ban đầu như anh em nhà Wright đã sử dụng một dạng băng keo trong thiết kế cánh của họ, và khái niệm này được tinh luyện hơn với sự phát triển của cánh hình bầu dục hình bầu dục trên máy bay như siêu thanh Spiine, cung cấp hiệu suất khí động lực đặc biệt. tuy nhiên, đôi cánh hình bầu dục phức tạp và đắt tiền để xây dựng. cánh được băng giá thực tế hơn, cung cấp một sự phân phối đáng kể của các hình bầu dục lý tưởng, và giúp đạt được hiệu quả tốt hơn với việc xây dựng đơn giản hơn.

Động lực của chiêu kéo

Để hiểu làm thế nào cánh xoắn (FLT: 1) cần thiết để hiểu hai loại kéo chính ảnh hưởng đến máy bay: gây ra kéo và kéo dù. [FLT: 0] kéo [[FLT: 1] [FLT: 1] là kết quả của việc nâng lên. Khi cánh tạo ra các trục tung, nó tạo ra khối cánh bay nghiêng, tạo ra các luồng không khí hướng xuống phía sau cánh. Độ nghiêng nước đá này kéo theo sau, kéo phần lớn các thành phần. Nó ảnh hưởng ngang nhau đến cả hai mặt, và ảnh hưởng ngang của hai chiều.

Làm thế nào cánh băng bị giảm kéo kéo kéo

Một cánh lý tưởng sẽ tạo ra sự phân phối nâng hình bầu dục, nơi mà thang máy mỗi đơn vị mỗi đường cong khác nhau theo chiều dọc, sự phân phối này dẫn đến một khoảng cách thuận lợi. Một hình bầu dục có thể được thiết kế tự nhiên, nhưng một cánh được thiết kế tốt với một đường thẳng hoặc cạnh có thể đi đến rất gần với đường thẳng hay đường mòn lý tưởng đó.

Phân phối bầu dục

For a given wingspan and lift, the absolute minimum induced drag occurs when the downwash is constant across the span. This condition is met by an elliptical distribution of lift. A rectangular wing, in contrast, produces a nearly constant lift per unit span near the root but a sharp drop-off at the tips, leading to strong tip vortices and higher induced drag. A tapered wing, by reducing the chord at the tip, reduces the local lift there, causing the lift distribution to become more elliptical. This reduces the strength of the tip vortices and, consequently, the induced drag.

Phần cánh và phần thu nạp của chúng

Khi sự thay đổi nhanh gần đầu, cánh được phát hiện nhất khi có sự thay đổi nhanh chóng trong việc nâng. Băng qua cánh làm mịn sự chuyển tiếp này. Vì dây đệm đầu nhỏ hơn, hệ số thang nâng trên mỗi đơn vị bị giảm, và sự khác biệt áp suất giữa bề mặt trên và dưới bị giảm. Điều này dẫn đến các động cơ cầu dao yếu hơn, chuyển thẳng thành lực nhỏ hơn. Nhiều máy bay hiện đại cũng kết hợp với các dây buộc với các cánh nhỏ hoặc các thiết bị kích hoạt khác để giảm lực đẩy.

Những lợi ích khác về động lực học và cấu trúc

Ngoài việc giảm sức kéo, đôi cánh bị kéo ra còn tạo thêm nhiều lợi thế khác để giúp hiệu quả của máy bay và vận hành.

Những ký tự đã được cải thiện

Hành vi chạy chậm là quan trọng để an toàn. Trên cánh thẳng, cánh không được gắn chặt, thường bắt đầu với phần gốc và tiến bộ bên ngoài. Nếu không cẩn thận, việc canh giữ có thể khởi động ở đầu, gây ra mất điều khiển thanh trượt và giảm cánh. Để chống lại, các nhà thiết kế này kết hợp [FL: 0] Tuy nhiên, có góc cao hơn tại đầu mũi của dây thần kinh thấp hơn. Nếu không, tính năng suất của dây dẫn, có thể tạo ra phần đầu tiên bị hỏng, có khả năng làm giảm. Để chống lại, các nhà thiết kế này kết hợp [FL: 0], [Fwash] [T1] để giảm góc của dây xoắn, để giữ phần đầu tiên, để giữ lại dấu hiệu quả, khi kéo, khi kéo dây buộc chặt, để giữ lại. Như vậy, khi bạn có thể giảm bớt các tính năng hiệu quả, khi kéo cắt cánh, để giảm dần dần dần dần dần dần, để giảm dần dần dần dần dần dần.

Tiết kiệm được nhiều kiến trúc

Một cánh băng có thể nhẹ hơn cánh hình chữ nhật của cùng một khoảng thời gian và diện tích. Thời điểm cong ở gốc là mạnh nhất; cánh xoắn giảm âm (và do đó tải không khí) gần đầu, giảm thời điểm cong. Điều này cho phép bộ lông cánh và da được nhẹ hơn, tiết kiệm trọng lượng cấu trúc. Hơn nữa, khi cánh kết hợp với thân máy bay, có thể sâu hơn và dày hơn để nạp hiệu quả hơn. Việc tối ưu hóa cấu trúc này là lý do chính tại sao cánh cánh phụ được sử dụng trên máy bay thương mại.

Kéo sợi dây ngăn cách giảm qua tỷ lệ cao

Vì cánh được băng có thể kéo dài hơn một vùng (hoặc tương đương với tỷ lệ hình thể cao hơn) mà không cần nạp quá nhiều đầu, nó cho phép nhà thiết kế tăng tỷ lệ khía cạnh hơn so với cánh hình chữ nhật. Tỉ lệ hình chữ nhật cao hơn vốn đã giảm đi, làm cho cánh cánh có hiệu quả hơn. Ngoài ra, cánh có thể giảm bớt phần bị ướt ở đầu, kéo nhẹ hơn một chút.

Name

Trong khi đôi cánh được băng bó mang lại lợi ích đáng kể, chúng không phải là những thứ không thể thỏa hiệp được. Thiết kế của một cánh được buộc chặt chẽ đòi hỏi kỹ thuật cẩn thận để tránh những cái cọc và quản lý con đường tải. Việc sản xuất có thể tăng giá trị vì các hợp âm khác nhau và nhu cầu hình dạng chính xác của xương sườn và các tấm da. Ngoài ra, cánh được buộc chặt cao (với tỷ lệ cao hơn) có thể trải nghiệm xu hướng nâng cao ở góc tấn công, một hiện tượng giảm nhẹ bằng cách hình thành và bổ sung các cánh hoặc các thiết bị khác.

Another consideration is the interaction with the fuselage. The root of a tapered wing is larger than that of an equivalent rectangular wing, which can increase interference drag at the wing-fuselage junction. Engineers address this with fillets and careful fairing design. Despite these challenges, the aerodynamic and structural advantages of moderate taper (taper ratios between 0.3 and 0.5) are so compelling that they are standard on virtually all modern airliners and many business jets.

Gương mẫu và ứng dụng thời nay

Hầu hết các máy bay chở máy bay ngày nay có thể dùng máy bay phản lực có cánh. [FLT: 0] [FLT:] [FLT: 1] [FLT:] [FLT: 1], chẳng hạn, dùng dây buộc vừa phải với dây cánh vừa phải trên các biến thể mới để đạt hiệu suất nhiên liệu cao. [FLTT:2) Bánh xe [FLT:] [FLT:] cũng sử dụng một cánh có khả năng quét và một sự phân phối tối ưu. Trong máy bay nói chung, máy bay như Cnas có cánh nhẹ, băng keo nhẹ, như băng keo được phát âm.

Máy bay chiến đấu F16 sử dụng một cơ thể hợp nhất với bộ cánh có thể kết hợp với bộ phận sinh dục để đạt được hiệu suất siêu âm trong khi duy trì hiệu suất dưới âm thanh. khả năng của cánh băng để giảm lực kéo trên một phạm vi rộng làm cho nó trở thành một sự lựa chọn linh hoạt. thậm chí thế hệ mới nhất của máy bay bay bay bay, như B-2 Spirit, kết hợp với bộ thu nhỏ các thiết bị thu nhỏ để thu nhỏ và rada.

Kết luận

Thiết kế cánh băng vẫn là một công cụ cơ bản trong kho vũ khí hàng không của kỹ sư hàng không để giảm lực kéo và cải thiện hiệu suất máy bay. bằng cách khuyến khích sự phân phối nâng hình bầu dục, chúng giảm đáng kể lực kéo, dẫn đến tiêu thụ nhiên liệu thấp hơn, dài hơn, và giảm tác động môi trường. kết hợp với các lợi ích cấu trúc và tiềm năng để cải thiện tính chất ngăn chặn khi được thiết kế đúng, cánh được tạo một sự thỏa hiệp cân bằng giữa việc tạo khí động lực và cấu trúc thực tế.

Để đọc thêm về khí động lực cánh, Trung tâm Nghiên cứu Glenn ) cung cấp tài nguyên giáo dục trên thang và kéo, và ) Sách hướng dẫn sử dụng của phi công [FLT:] [FLT: 0] [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FLT:] [FLT:] cho phép người ta nhìn vào các nguyên tắc thiết kế cánh.