Дозвуковой самолет - Subsonic aircraft

Чешский дозвуковой многоцелевой боевой самолет Aero L-159 Alca.

А дозвуковой самолет является самолет с максимальной скоростью меньше скорость звука (Мах 1). Термин технически описывает самолет, который летит ниже своего критическое число Маха, обычно около 0,8 Маха. Все современные гражданские самолеты, включая авиалайнеры, вертолеты, будущее пассажирские дроны, личный воздушный транспорт и дирижабли, как и многие военные типы, являются дозвуковыми.

Характеристики

Хотя для самолета обычно желательны высокие скорости, сверхзвуковой полет требует гораздо более мощных двигателей, более высокого расхода топлива и более современных материалов, чем дозвуковой полет. Поэтому дозвуковой тип стоит намного меньше, чем эквивалентный сверхзвуковой, имеет большую дальность действия и причиняет меньше вреда окружающей среде.

Менее суровая дозвуковая среда также позволяет использовать гораздо более широкий диапазон типов самолетов, таких как шарики, дирижабли и винтокрылый аппарат, что позволяет им выполнять гораздо более широкий круг ролей.

Дозвуковая аэродинамика

Основная статья: несжимаемый поток

Дозвуковой полет аэродинамически характеризуется потоком несжимаемой жидкости, где динамическое давление изменения, вызванные движением в воздухе, заставляют воздух уходить из областей высокого динамического давления в области с более низким динамическим давлением, оставляя статическое давление и плотность постоянной окружающего воздуха. На высоких дозвуковых скоростях начинают проявляться эффекты сжимаемости.[1]

Движение

В пропеллер является одним из наиболее эффективных доступных источников тяги и распространен на дозвуковых самолетах и дирижабли. Иногда его заключают в виде канальный вентилятор. На более высоких дозвуковых скоростях и на высоких высоты, например, достигнутые большинством авиалайнеры, высокий байпас турбовентилятор становится необходимым. Чистые форсунки, такие как турбореактивный и ПВРД неэффективны на дозвуковых скоростях и не часто используются.

Конструкция крыла

А Спитфайр постройки 1945 года демонстрирует прямое эллиптическое крыло

В охватывать и площадь крыла важны для поднимать характеристики. Они связаны соотношение сторон, который представляет собой отношение размаха, измеренного от наконечника до наконечника, к среднему значению аккорд, измеряется от передней до задней кромки.

Аэродинамическая эффективность крыла описывается его соотношение подъемной силы и сопротивления, с крылом, дающим высокую подъемную силу за небольшие деньги тащить быть самым эффективным. Более высокое соотношение сторон дает более высокое отношение подъемной силы к лобовому сопротивлению и, следовательно, более эффективно.[2]

В тащить крыла состоит из двух частей: индуцированное сопротивление, что связано с производством поднимать, а перетаскивание профиля, в основном из-за поверхностного трения, которому способствует вся площадь крыла.[3] Поэтому желательно, чтобы крыло имело наименьшую площадь, совместимую с желаемыми характеристиками подъемной силы. Лучше всего это достигается с большим удлинением, и у высокопроизводительных моделей часто бывает такое крыло.

Но другие соображения, такие как легкий вес, жесткость конструкции, маневренность, наземное обслуживание и т. Д., Часто выигрывают от более короткого размаха и, как следствие, менее эффективного крыла. Маленькие, маловысотные самолеты авиации общего назначения обычно имеют соотношение сторон шесть или семь; авиалайнеры от 12 и более; и высокопроизводительные планеры численностью 30 и более человек.

На скоростях выше критического числа Маха воздушный поток начинает становиться трансзвуковой, с локальным воздушным потоком в некоторых местах, вызывающим образование небольших звуковых ударных волн. Это скоро приводит к шоковый срыв, вызывая быстрое увеличение лобового сопротивления.[4] Крылья быстрых дозвуковых аппаратов, таких как реактивные авиалайнеры как правило прокатился чтобы задержать наступление этих ударных волн.

Теоретически индуцированное сопротивление минимально при эллиптическом распределении подъемной силы по размаху. Однако на индуцированное сопротивление влияет ряд факторов, и с практической точки зрения крыло эллиптической формы в плане, как у истребителя Supermarine Spitfire времен Второй мировой войны, не обязательно является самым эффективным. Крылья реактивных авиалайнеров, которые в высшей степени оптимизированы с точки зрения эффективности, имеют далеко не эллиптическую форму.

Отношение хорды кончика к корневой хорде называется отношением конуса. Конус имеет желаемый эффект уменьшения напряжения изгиба корня за счет смещения подъемной силы внутрь, но некоторые известные дизайнеры, в том числе Джон Торп и Карл Бергей, утверждали, что прямоугольная форма без конуса лучше всего подходит для самолетов полной массой менее 6000 фунтов. .

Смотрите также

Рекомендации

Цитаты

  1. ^ Клэнси 2005 Стр. 232.
  2. ^ Clancy 2005 Страницы 84.
  3. ^ Clancy 2005 Страницы 65, 82.
  4. ^ Клэнси 2005 Стр. 279.

Библиография