Proč bylo eliptické křídlo Spitfire ' téměř odkopírováno jinými letadly druhé světové války?
On 24 ledna, 2021 by adminSpitfire byl jedním z nejúspěšnějších návrhů své doby, s létajícími vlastnostmi podobného standardu jako ostatní nejlepší designy doby. Ve své dekádě výroby od 1936 se zvětšila , silnější a rychlejší .
Přesto se zdá, že žádný z hlavních letadel téměř nemá chuť. -výrobní schopnosti emulovat jeho nejznámější funkce. Ve skutečnosti existuje pouze jedno sériově vyráběné letadlo té doby s eliptickým křídlem, americký P-47 Thunderbolt . Nic německého ani japonského a nic víc ani britského.
V době, kdy se každý výrobce snažil získat poslední výhodu, se zdá divné, že prvotřídní designový prvek přitahoval tak malou chuť kopírovat .
Zde jsou dobrá vysvětlení týkající se aerodynamiky nebo výkonu eliptického křídla. Proč je to tak vzácné, když prokazatelně funguje tak dobře?
Komentáře
- Pamatujte, že dokonce i Spitfiry byly během války vyráběné ve “ ořezaných křídlech “ variant, které měly konce křídel hranaté. To mělo zlepšit nízkou rychlost a rychlost kývání, což je důležitý faktor ve vzdušných bojích, ale ne tolik v jiných typech letectví.
- Všimněte si, že váš odkaz o výkonu obsahuje přijatelnou odpověď: “ Jak váhová, tak stánková charakteristika eliptických křídel jsou menší než optimální ; nízký indukovaný koeficient odporu se kupuje s vyšší strukturní hmotou a následně se zvedá. “
- Zajímavý článek o Air & Space .
Odpověď
Zajímavé je, že na tuto otázku jsem na webu nenašel odpověď, ale na Quora jsem našel odpověď Petera Kämpfa. Přináší stejné argumenty, jaké jsem chtěl zmínit, takže je zde zopakuji.
Eliptická křídla jsou velmi dobrá – aerodynamicky. Pokud chcete minimalizovat indukovaný odpor pro daný požadavek na zdvih, skončíte s eliptickým křídlem.
Ale letadlo není jen aerodynamika. Musíte také vzít v úvahu:
- Hmotnost, eliptické křídlo není konstrukčně efektivní a povede k vyšší hmotnost, což vede k vyšším požadavkům na vztlak, což povede k více indukovanému odporu, a to i při velmi účinném křídle.
- Ovládatelnost, kde a jak stánky křídel určují, zda jste schopni se vzpamatovat stánek. Eliptická křídla se nejprve zastaví, což vede ke špatnému chování při stání.
- Vyrobitelnost, plně eliptické křídlo se svými dvojitými křivkami je velmi těžké vyrobit. Díky tomu bude křídlo dražší.
Pokud zahrnete tyto faktory, uvidíte, že skončíte s kompromisem. Pokud použijete zúžení křídla (což je trochu blízké aerodynamickému optimálnímu tvaru), ale mnohem jednodušší a mnohem lehčí, uvidíte, že nakonec získáte celkově lepší design.
Analýza jak se design křídla mění, pokud zahrnete konstrukční požadavky, provedl Jones a lze ho najít zde .
Komentáře
- Skutečný zabiják musel vyrábět směsné razicí matrice pro skiny křídla LE. P-47 tam hodně cestoval tím, že udělal jen TE eliptical, který umožňoval jen rovné ohnuté náběžné hrany. Celkově lze říci, že Spit, stejně jako Merlin, měl typicky britskou charakteristiku velmi vysokého počtu dílů, komponent vyráběných z 5 kusů, kde by je americké letadlo vyrábělo z jednoho nebo dvou. Tvarovače trupu vyrobené z mnoha malých bitů atd.
- “ Eliptická křídla jsou velmi dobrá – aerodynamicky. Pokud chcete minimalizovat indukovaný odpor pro daný požadavek na zdvih, skončíte s eliptickým křídlem. “ To je nesprávné.
- Pokud jedete tuny rychleji, minimalizujete indukovaný odpor. Jen málo lidí chápe sílu větru 300 mil za hodinu a už byli na cestě k rychlosti 400 mil za hodinu. Myšlenka tohoto typu křídla byla jednoduše nahrazena novějšími konstrukčními požadavky zaměřenými na přední hranu a stlačitelnost. Dostali však pravdu, udělali to hubenou a linie Spitfire trvala až do padesátých let.
- Měla by se “ vzpamatovat z křídla “ možná byli “ … ze zatočení „?
- @ RoiMaison.Opakuje se starý mýtus, že eliptické planformy produkují eliptické rozložení tlaku. Nemají ‚ t. A přál bych si, aby lidé přestali šířit tento nesmysl.
Odpověď
Krátká odpověď je, že eliptické křídlo bylo používá se na mnohem více letadlech, než umožňuje tento článek.
Následující vše používalo eliptické křídlo a existují i další:
- Německá stíhačka Heinkel 112
- Německý bombardér Heinkel 111
- Německý Heinkel 70
- US P35
- US P43
- Italian Reggiane 2000
- Japonský střemhlavý bombardér Aichi D3A „Val“
- British Hawker Tempest
Komentáře
- I ‚ o žádném z nich jsem nikdy neslyšel. A pochybuji, že jsem ‚ někdy slyšel o Spitfiru, pokud by ‚ neměl “ jeho nejznámější funkce “ uvnitř , Rolls-Royce Merlin
- @Mazura He 111 a Tempest jsou velmi dobře známá letadla. He 111 byl hlavním německým bombardérem a důležitým cílem Spitfirů. A i když je RR Merlin také dobře známý, je stěží důvod poznat Spitfire, pokud nejste geekem leteckých motorů (tj. Lancasters a Mosquitos by museli být mnohem slavnější než oni.).
- Díky ale navrhuji, aby ‚ měl poměrně širokou definici eliptické i masově vyráběné.
- Nechtěl bych ‚ nepopisuji P43 jako eliptické křídlo
- @PartyArk Jak definujete eliptický tvar, podle kterého odpověď používá širokou definici?
odpověď
Krátká odpověď: Eliptická křídla jsou příliš drahá na výrobu. Lichoběžníkové křídlo s definovaným geometrickým nebo aerodynamickým kroucením se může velmi přiblížit distribuci eliptického zdvihu (optimální rozložení zdvihu po rozpětí křídel, proto je hlavním cílem konstrukce křídla).
Komentáře
- Vítejte v Aviation.SE! Přidání některých zdrojů úpravou odpovědi by vaši odpověď opravdu vylepšilo.
- Stejně jako domy, které nejsou ‚ t vytvořeny z obdélníků; těžší, a tím i dražší.
Odpověď
Mnoho letadel stále používá eliptická křídla – řazení z.
Co nám matematika říká je, že nejúčinnější konfigurace křídel pro dané rozpětí křídel by měla mít eliptické rozložení výtahu *. Nejviditelnějším způsobem, jak to provést, je udělat vaše křídla eliptickými.
Ale konstruktéři letadel se ale ze zkušeností s výrobou Spitfiru dozvěděli, že výroba eliptických křídel je obtížnější, což vede ke zvýšení nákladů a času výroby.
Takže později ve válce, kdy se prostředky stáhly, a každý předpokládal, že závodí s Němci, aby stavěli lepší a rychlejší konstruktéři letadel, se záměrně rozhodli použít přímá křídla, aby ulehčili výrobu a snížili náklady. Model P51 Mustang byl navržen tímto způsobem.
Ale dozvěděli jsme se, že vytvoření eliptického křídla není jediný způsob, jak mít eliptické rozložení výtahů. Chcete-li získat eliptické rozložení výtahů, můžete:
- Udělejte své křídlo eliptičtějším
- Přidáním vymývání vyladíte rozložení vztlaku podél křídla
- Změníte profil profilu křídla od kořene ke špičce a změníte rozložení vztlaku
- Proveďte libovolnou kombinaci výše uvedeného (např. Vymývání + zaoblené špičky)
Takže mnoho letadel stále používá eliptická křídla. Zvláště když je jedním z hlavních cílů designu jízdy úspora paliva. jen to, že nevypadají elipticky .
*
poznámka: Existují důkazy, že to nemusí být přesné. Je pravda, že pokud opravíte rozpětí křídel, matematické výstupy budou eliptické rozdělení, ale pokud opravíte svou váhu ( tj. výtah při plavbě) se ukáže, že nejúčinnějším rozdělením je něco jiného (něco ve tvaru zvonu) , ale nakonec budete muset rozšířit rozpětí křídel
Komentáře
- To je příliš nepřesné, než aby to bylo užitečné. O čem to mluvíš? Máte nějaké citace (z renomovaných zdrojů), které by vaše výroky podpořily?
- @Lysistrata Standardní matematika při výpočtu distribuce výtahu: Prandtl ‚ s teorie zvedacích šňůr (google “ teorie zdvihacích čar „)
- děkuji. Teorie zvedacích šňůr je obzvláště nepřesná v blízkosti špiček křídel. Je to velmi špatná volba pro křídla s tak malými poměry stran jako u Spitfiru.
Odpověď
Hlavní nevýhodou eliptického křídla Spitfiru bylo množství práce potřebné k jeho vybudování.Celkově Spitfire vyžadoval zhruba pětkrát tolik hodin na vybudování jako nejbližší německý ekvivalent, Messerschmitt Bf 109.
Komentáře
- To ‚ s velmi zajímavý – máte zdroj pro 5x člověkohodin?
- Corelli Barnett, v Audit of War, žalostně porovnává 13 000 člověkohodin potřebných k výrobě draku Spitfire Mk V s 4 000 pro Me 109G. (Výroba Spitfiru také trvala dva a půlkrát déle než Hurricane, ačkoli Barnett to nezmiňuje.)
- 13 000 člověkohodin pro Spitfire ve srovnání s 4000 pro Bf 109 by byl 3,25krát tolik hodin člověku, ale skutečná čísla by se lišila během období několika let, ve kterých se obě letadla vyráběla.
- Jeden internetový zdroj uvádí údaje 15 200 hodin osob za Spitfire, 10 000 pro hurikán a 6000 pro Bf 109 počátkem roku 1940, také variabilní hodnota mezi 2000 a 10 000 člověkohodinami pro různé modely Bf 109.
Napsat komentář