Miért volt a Spitfire ' ellipszis szárnyát csaknem lemásolva a 2. világháború más repülőgépei?
On január 24, 2021 by adminA Spitfire korának egyik legsikeresebb mintája volt, repülési tulajdonságai hasonló színvonalúak voltak, mint a korszak többi legjobb formatervezése. A 1936 gyártásának évtizedében nagyobbá nőtt , erősebb és gyorsabb .
Úgy tűnik azonban, hogy szinte egyik fő repülőgép sem éri az étvágyat -termelő képességek legikonikusabb tulajdonságának utánzására. Valójában csak egy akkor gyártott ellipszis szárnyú sorozatgyártású repülőgép, az amerikai P-47 Thunderbolt . Semmi német vagy japán, és semmi más a britek részéről sem.
Abban az időszakban, amikor minden gyártó megpróbált minden utolsó előnyre törekedni, furcsának tűnik, hogy egy elsődleges formatervezési tulajdonság ennyire kevés étvágyat vonzott. .
Itt vannak jó magyarázatok a aerodinamikáról vagy a teljesítményről . az elliptikus szárny. Miért olyan ritka, amikor bizonyíthatóan ilyen jól működik?
Megjegyzések
- Ne feledje, hogy még a Spitfires is ” nyírt szárny ” változatban gyártották a háború alatt, amelynek szárnyainak hegyei négyzetesek voltak. Ennek célja az alacsony magasságú sebesség és a gurulási sebesség javítása volt, ami fontos tényező a légi harcban, de annyira nem más típusú repülésnél.
- Ne feledje, hogy a teljesítményre vonatkozó linkje az elfogadott válaszban található: ” Az elliptikus szárnyak súlya és elakadási jellemzői kisebbek, mint az optimális ; az alacsony indukált ellenállási együtthatót nagyobb szerkezeti tömeggel vásároljuk meg, és ennek következtében emeljük. ”
- Érdekes cikk a Levegő & Hely .
Válasz
Érdekes, hogy a weboldalon nem találtam választ erre a kérdésre, de megtaláltam Peter Kämpf válaszát a Quora oldalon. Ugyanazokat az érveket hozza fel, amelyeket meg akartam említeni, ezért ezeket itt megismételem.
Az elliptikus szárnyak nagyon jók – aerodinamikailag. Ha egy adott emelési követelménynél minimalizálni akarja az indukált ellenállást, akkor végül ellipszis szárnyú.
De a sík nem csak aerodinamika, hanem figyelembe kell venni:
- A súly, az elliptikus szárny szerkezetileg nem hatékony, és nagyobb súly, ami magasabb emelési követelményekhez vezet, ami még hatékonyabb szárny mellett is nagyobb indukciót eredményez.
- Irányíthatóság, a szárny leállásának helye és hogyan határozza meg, hogy képes-e felépülni bódé. Az elliptikus szárnyak elsőként leállnak, ami rossz elakadási magatartáshoz vezet.
- Gyárthatóság, a teljesen elliptikus szárny nagyon nehezen elkészíthető, kettős görbével. Ez drágábbá teszi a szárnyat.
Ha belefoglalja ezeket a tényezőket, akkor látni fogja, hogy kompromisszumot köt a végén. Ha szárnyas kúpot használ (ami némileg közel áll az aerodinamikai optimális alakhoz), de sokkal könnyebben elkészíthető és sokkal könnyebb, akkor látni fogja, hogy összességében jobb kialakítású lesz.
hogy a szárny kialakítása hogyan változik, ha beleszámít a szerkezeti követelményekbe, azt Jones végezte el, és itt található .
Megjegyzések
- Az igazi gyilkosnak összetett bélyegzőszerszámokat kellett készítenie az LE szárnybőrök számára. A P-47 nagy utat tett meg azzal, hogy csak a TE-t tette elliptikussá, lehetővé téve csak egyenesen hajlított éleket. Összességében a Spit, akárcsak a Merlin, jellemzően brit jellemzője a nagyon magas alkatrészszám volt, az alkatrészek 5 darabból készültek, ahol egy amerikai repülőgép egy vagy kettőből készítené őket. A törzsformázók számos apró bitből stb. Készültek.
- ” Az elliptikus szárnyak nagyon jóak – aerodinamikailag. Ha minimalizálni szeretné az indukált ellenállást egy adott emelési követelménynél, akkor elliptikus szárnya lesz. ” Ez helytelen.
- Ha tonnával gyorsabban halad, minimalizálja az indukált ellenállást. Kevesen értik a 300 km / h szélerőt, és már úton voltak a 400 mph-ra. Az ilyen típusú szárnyak mögötti gondolkodást egyszerűen felváltották az élre és az összenyomhatóságra összpontosító újabb tervezési követelmények. Pedig egy dolgot jól kaptak, vékonyítottak, és a Spitfire vonal egészen az 1950-es évekig tartott.
- Ha ” szárnyból kellene felépülnie ” talán ” … egy spin “?
- @ RoiMaison.Regitálja a régi mítoszt, miszerint az elliptikus síkalakok elliptikus nyomáseloszlásokat eredményeznek. Nem ‘ t. És szeretném, ha az emberek abbahagynák az ostobaság terjesztését.
Válasz
Nos, a rövid válasz az, hogy az ellipszis szárny volt sokkal több repülőgépen használják, mint amennyit a cikk enged.
A következők mindegyike elliptikus szárnyat használt, és vannak mások is:
- német Heinkel 112 vadászgép
- német Heinkel 111 bombázó
- német Heinkel 70
- amerikai P35
- amerikai P43
- olasz Reggiane 2000
- japán Aichi D3A “Val” búvárbombázó
- Brit Hawker Tempest
Megjegyzések
- I ‘ még soha nem hallottam ezekről. És kétlem, hogy ‘ hallottam volna valaha egy Spitfire-ről, ha ‘ nem volt ” legikonikusabb jellemzője ” benne , a Rolls-Royce Merlin
- @Mazura He 111 és a Tempest nagyon jól ismert repülőgép. Ő volt a fő német bombázó és a Spitfires fontos célpontja. És bár az RR Merlin is jól ismert, aligha indokolt megismerni a Spitfire-t, hacsak nem repülési motoros geek vagy (azaz a Lancasters-eknek és a Mosquitosoknak sokkal híresebbeknek kellene lenniük, mint ők.)
- Köszönöm de azt javaslom, hogy a ‘ mind az elliptikus, mind a sorozatgyártású termékek meglehetősen tág meghatározása.
- Nem szeretnék ‘ t írja le a P43-at elliptikus szárnyként.
- @PartyArk Hogyan definiálja az ellipszist, hogy a válasz tág definíciót használ?
Válasz
Rövid válasz: Az elliptikus szárnyak gyártása túl drága. Meghatározott geometriai vagy aerodinamikai csavarral rendelkező trapéz szárny nagyon közel kerülhet egy ellipszis emelési eloszláshoz (optimális emelési eloszlás a szárnyfesztávolság felett, ezért a szárny kialakításának elsődleges célja).
Megjegyzések
- Üdvözöljük az Aviation.SE oldalon! Néhány forrás hozzáadása a válasz szerkesztésével valóban javítaná a válaszodat.
- Csakúgy, mint a házak, amelyek nem ‘ téglalapok; nehezebb elkészíteni, és így drágább.
Válasz
Sok gép még mindig elliptikus szárnyakat használ – rendezés .
Amit a matematika mond el nekünk , hogy egy adott szárnyfesztávolság leghatékonyabb szárnykonfigurációjának ellipszis emelési eloszlásúnak kell lennie *. Ennek megvalósításának legkézenfekvőbb módja, ha szárnyait elliptikussá teszi.
De a repülőgép-tervezők a Spitfire gyártásának tapasztalataiból megtudták, hogy az elliptikus szárnyakat nehezebb előállítani, ami megnöveli a költségeket és a gyártási időt.
Tehát később, a háborúban, amikor szűkösek voltak az erőforrások, és mindenki azt feltételezte, hogy a németekkel versenyeznek, hogy jobb, gyorsabb repülőgépeket építsenek, a tervezők szándékosan úgy döntöttek, hogy egyenes szárnyakat használnak a termelés megkönnyítése és a költségek csökkentése érdekében. A P51 Mustangot így tervezték.
De megtanultuk, hogy a szárny ellipszissé tétele nem az ellipszis emelés eloszlásának egyetlen módja. Az elliptikus emelés eloszlásához a következőket teheti:
- Tegye a szárnyát elliptikusabbá
- Adjon hozzá egy lemosót az emelés eloszlásának a szárny mentén történő beállításához
- A magasság eloszlásának megváltoztatásához változtassa meg a szárnyprofilt gyökérről hegyre
- Végezze el a fentiek bármelyik kombinációját (pl. Kimosás + lekerekített tippek)
Tehát sok repülőgép továbbra is elliptikus szárnyakat használ. Különösen akkor, ha az üzemanyag-takarékosság az egyik legfontosabb hajtástervezési cél. Ez ” s csak annyit, hogy nem “t kinéznek elliptikusan.
*
megjegyzés: Bizonyítékok vannak arra, hogy ez nem biztos, hogy pontos. Igaz, hogy ha kijavítod a szárnyfesztávolságodat, akkor a matematika elliptikus eloszlást eredményez, de ha a súlyodat ( azaz emelés utazás közben) a leghatékonyabb elosztás valami más (valami harang alakú) , de végül meg kell hosszabbítania a szárnyfesztávolságát
Megjegyzések
- Ez túl pontatlan ahhoz, hogy hasznos legyen. Milyen matematikáról beszélsz? Van-e (jó hírű forrásból származó) idézet az állítások biztonsági mentéséhez?
- @Lysistrata A szokásos matematika az emeléseloszlás kiszámításakor: Prandtl ‘ s emelővonal-elmélet (google ” emelővonal elmélete “)
- köszönöm. Az emelővonal elmélete különösen pontatlan a szárnycsúcsok közelében. Nagyon rossz választás olyan szárnyak számára, amelyeknek olyan kicsi a képaránya, mint a Spitfire-nek.
Válasz
A Spitfire elliptikus szárnyának fő hátránya az építéséhez szükséges munkaerő mennyisége volt.Összességében a Spitfire körülbelül ötször annyi munkaórát igényelt, mint a legközelebbi német megfelelő, a Messerschmitt Bf 109.
Hozzászólások
- Ez ‘ s nagyon érdekes – van-e forrása az 5x munkaórára?
- Corelli Barnett, A Audit of War romboló módon összehasonlítja a Spitfire Mk V repülőgép vázának elkészítéséhez szükséges 13 000 munkaórát a Me 109G-hez tartozó 4000-rel. (A Spitfire elkészítéséhez szintén két és félszer annyi idő kellett, mint egy hurrikánnak, bár ezt Barnett nem említi.)
- 13 000 emberóra a Spitfire-hez, míg 4000-hez a Bf 109 3,25-ször annyi emberórát jelentene, de a tényleges adatok változtak volna abban a többéves időszakban, amikor mindkét repülőgépet gyártották.
- Az egyik internetes forrás 15 200 emberóra számokat idéz fel a Spitfire, 10 000 a hurrikánért és 6000 a Bf 109-ért 1940 elején, szintén változó adat 2000 és 10000 óra között a Bf 109 különféle modelljeinél.
Vélemény, hozzászólás?