スピットファイア'の楕円翼が、第二次世界大戦の他の航空機によってほとんどコピーされなかったのはなぜですか?
On 1月 24, 2021 by adminスピットファイアは当時最も成功したデザインの1つであり、当時の他の最高のデザインと同様の飛行性を備えていました。 1936 からの10年間の生産で、大きく、より強いとより速い。
しかし、主要な航空機のいずれからも食欲はほとんどないようです。 -最も象徴的な機能をエミュレートする製造能力。実際、楕円翼を備えた当時の大量生産された航空機は、アメリカの P-47サンダーボルトだけです。ドイツ語も日本語も、英国からも何もありません。
すべてのメーカーが最後のすべての利点を得ようとしていた時代に、主要なデザイン機能がコピーする意欲をほとんど引き付けなかったのは奇妙に思えます。 。
空気力学またはパフォーマンスについての適切な説明があります。楕円翼の。明らかにうまく機能するのに、なぜそれほど珍しいのですか?
コメント
- スピットファイアでさえ戦争中に翼端が四角になっている"クリップされた翼"のバリエーションで製造されました。これは、低高度の速度とロールレートを改善するためでした。これは、空中戦では重要な要素ですが、他の種類の航空ではそれほど重要ではありません。
- パフォーマンスに関するリンクには、受け入れられた回答が含まれていることに注意してください。 "楕円翼の重量と失速特性はどちらも最適とは言えません。誘導抗力係数が低いと、構造質量が大きくなり、その結果、揚力が高くなります。"
- 空気&スペース。
回答
興味深いことに、この質問に対する回答はWebサイトで見つかりませんでしたが、 Quora でPeterKämpfの回答を見つけました。彼は私が言及したかったのと同じ議論を提起するので、ここで繰り返します。
楕円翼は非常に優れています-空力的に。与えられた揚力要件に対して誘導抗力を最小限に抑えたい場合は、最終的に楕円翼を使用します。
しかし、平面は空気力学だけではありません。次のことも考慮する必要があります。
- 重量、楕円翼は構造的に効率的ではなく、重量が大きくなると、揚力要件が高くなり、非常に効率的な翼であっても、誘導抗力が大きくなります。
- 制御性。翼の失速によって、回復できるかどうかが決まります。ストール。楕円翼は最初に先端を失速させ、失速動作を悪化させます。
- 製造可能性である完全楕円翼は、二重曲線であるため、作成が非常に困難です。これにより、翼がより高価になります。
これらの要素を含めると、妥協点が生じることがわかります。翼のテーパー(空力的に最適な形状にいくらか近い)を使用しているが、製造がはるかに簡単で軽量である場合、全体的に優れた設計になることがわかります。
の分析構造要件を含めると翼の設計がどのように変化するかはジョーンズによって行われ、ここにあります。
コメント
- 本当のキラーは、LEウィングスキン用の複合スタンピングダイを作らなければならなかったことでした。 P-47は、TEだけを楕円形にし、まっすぐに曲がった前縁を可能にすることで、そこまで多くの道を歩みました。全体として、スピットはマーリンのように、部品点数が非常に多いという典型的な英国の特徴を持っていました。部品は5個で作られ、アメリカの航空機は1つか2つで作られます。多数の小さな部品などで作られた胴体フォーマー。
- "楕円翼は非常に優れています-空力的に。特定の揚力要件で誘導抗力を最小限に抑えたい場合は、楕円翼になります。"これは正しくありません。
- トンを速くする場合は、誘導抗力を最小限に抑えます。時速300マイルの風力を理解している人はほとんどいません。彼らはすでに時速400マイルに向かっています。このタイプの翼の背後にある考え方は、最先端と圧縮性に焦点を当てた新しい設計要件に取って代わられました。しかし、彼らは1つのことを正しく理解し、それを細くし、スピットファイアのラインは1950年代まで続きました。
- "翼から回復する必要があります"はおそらく" …スピンから"?
- @ RoiMaison。楕円形の平面形状が楕円形の圧力分布を生成するという古い神話を逆流させています。 'ではありません。そして、人々がそのナンセンスを広めるのをやめたいと思います。
答え
簡単に言えば、楕円翼はこの記事で許可されているよりもはるかに多くの航空機で使用されています。
以下はすべて楕円翼を使用しており、他にもあります:
- ドイツのハインケル112戦闘機
- ドイツのハインケル111爆撃機
- ドイツのハインケル70
- US P35
- US P43
- イタリアレジアン2000
- 日本のアイチD3A「ヴァル」ダイブ爆撃機
- ブリティッシュホーカーテンペスト
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- I 'これらのことは聞いたことがありません。そして、'スピットファイアが' "その最も象徴的な機能" 内部、ロールスロイスマーリン
- @Mazura He111とTempestは非常によく知られている航空機です。彼111はドイツの主要爆撃機であり、スピットファイアの重要な標的でした。 RRマーリンもよく知られていますが、航空エンジンのオタクでない限り、スピットファイアを知る理由はほとんどありません(つまり、ランカスターとモスキートは、彼らよりもはるかに有名である必要があります)。
- ありがとうしかし、'は楕円形と大量生産の両方の非常に広い定義であることをお勧めします。
- 私は' P43を楕円翼として説明する
- @PartyArk答えが広い定義を使用していると思う楕円翼をどのように定義しますか?
回答
簡単な答え:楕円翼は高価すぎて製造できません。幾何学的または空気力学的ねじれが定義された台形主翼は、楕円形の揚力分布に非常に近づく可能性があります(翼幅全体の最適な揚力分布、したがって翼設計の主な目標)。
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- Aviation.SEへようこそ!答えを編集していくつかのソースを追加すると、答えが本当に改善されます。
- 長方形で作られていない'家のように。作成が難しく、したがって高価になります。
回答
多くの飛行機はまだ楕円翼を使用しています-並べ替え
数学が教えてくれることは、与えられた翼幅に対して最も効率的な翼構成は楕円翼の揚力分布*を持つべきであるということです。これを実装する最も明白な方法は、翼を楕円形にすることです。
しかし、航空機の設計者は、スピットファイアの製造経験から、楕円翼の製造はより困難であり、コストと製造時間の増加につながることを学びました。
戦争の後半、資源が逼迫し、誰もがドイツ人と競争してより良い、より速い飛行機を製造していると思い込んだとき、設計者は生産を容易にし、コストを削減するために意図的に直線翼を使用することを選択しました。 P51マスタングはこのように設計されました。
しかし、翼を楕円形にすることが楕円形の揚力分布を得る唯一の方法ではないことを学びました。楕円形の揚力分布を得るには、次のことができます。
- 翼をより楕円形にする
- ウォッシュアウトを追加して翼に沿った揚力分布を調整します
- 翼のプロファイルを根元から先端に変更して揚力分布を変更します
- 上記の任意の組み合わせを実行します(例:ウォッシュアウト+丸みを帯びた先端)
したがって、多くの飛行機は依然として楕円翼を使用します。特に、燃料経済が主要な運転設計目標の1つである場合はそうです。」 s 見た目楕円形ではないというだけです。
*
注:これは正確ではない可能性があるという証拠があります。翼幅を修正すると、数学は楕円分布を出力しますが、重量を修正すると(つまり、巡航時の揚力)最も効率的な分布は何か他のもの(ベル型のもの)ですが、翼幅を伸ばす必要があります
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- これは不正確すぎて役に立ちません。あなたはどんな数学について話しているのですか?声明を裏付けるための(信頼できる情報源からの)引用はありますか?
- @Lysistrata揚力分布を計算する際の標準的な数学:Prandtl 'の揚力線理論(google "揚力線理論")
- ありがとうございます。リフティングライン理論は、翼端付近では特に不正確です。スピットファイアのアスペクト比と同じくらい小さいアスペクト比の翼には非常に適していません。
回答
スピットファイアの楕円翼の主な欠点は、それを構築するために必要な労力の量でした。全体として、スピットファイアの構築には、最も近いドイツの同等物であるメッサーシュミットBf109の約5倍の工数が必要でした。
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- その'非常に興味深い-5倍の工数のソースはありますか?
- Corelli Barnett、 Audit of Warは、スピットファイアMkV機体の製造に必要な13,000工数とMe109Gの4,000工数を残酷に比較しています。 (スピットファイアの製作にはハリケーンの2.5倍の時間がかかりましたが、バーネットはこれについて言及していません。)
- スピットファイアの工数は13,000工数でしたが、スピットファイアの工数は4000工数でした。 Bf 109は工数の3.25倍になりますが、実際の数値は、両方の航空機が生産されていた数年間で変化します。
- あるインターネットソースは、15,200工数の数値を引用しています。スピットファイア、1940年初頭のハリケーンで10,000、Bf 109で6000、Bf 109のさまざまなモデルで2000〜10000工数の変動数値。
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