Spitfire '의 타원형 날개가 2 차 세계 대전의 다른 항공기에 의해 거의 복사되지 않은 이유는 무엇입니까?
On 1월 24, 2021 by adminSpitfire는 당시의 다른 최고의 디자인과 유사한 표준의 비행 품질을 갖춘 가장 성공적인 디자인 중 하나였습니다. 1936 에서 제작 한 10 년 동안 더 크게 , 더 강하고 더 빠릅니다 .
그러나 주요 항공기의 식욕은 거의없는 것 같습니다. -가장 상징적 인 기능을 모방 할 수있는 제조 능력. 사실 그 당시 대량 생산 된 항공기는 미국식 P-47 Thunderbolt 뿐입니다. 독일인이나 일본인은 없으며 영국인도 더 이상 아무것도 없습니다.
모든 제조업체가 마지막 이점을 모두 얻으려고 노력하던시기에, 주요 디자인 기능이 복사에 대한 욕구를 거의 끌어 들이지 못한 것이 이상해 보입니다. .
여기에는 공기 역학 또는 성능 에 대한 좋은 설명이 있습니다. 타원형 날개의. 제대로 작동하는데 왜 그렇게 드문가요?
댓글
- 스핏파 이어도 전쟁 중 " 클리핑 된 날개 " 변형으로 제조되어 윙팁이 네모 난 상태였습니다. 이는 낮은 고도의 속도와 롤링 속도를 개선하기위한 것이 었는데, 이는 공중전에서는 중요한 요소이지만 다른 유형의 항공에서는 그다지 중요하지 않습니다.
- 성능에 대한 링크가 허용되는 답변에 포함되어 있습니다. " 타원형 날개의 중량 및 실속 특성은 모두 최적보다 낮습니다 . 낮은 유도 항력 계수는 더 높은 구조 질량과 결과적으로 리프트로 구매됩니다. "
- 항공 & 공간 .
답변
흥미롭게도 웹 사이트에서이 질문에 대한 답변을 찾을 수 없었지만 Quora 에서 Peter Kämpf의 답변을 찾았습니다. 그는 내가 언급하고 싶었던 것과 동일한 주장을 내놓았으므로 여기서 반복하겠습니다.
타원 날개는 공기 역학적으로 매우 좋습니다. 주어진 양력 요구 사항에 대해 유도 된 항력을 최소화하려면 결국 타원 날개가 있습니다.
하지만 비행기는 공기 역학 일뿐만 아니라 다음 사항도 고려해야합니다.
- 무게, 타원형 날개는 구조적으로 효율적이지 않으며 더 높은 무게로 인해 더 높은 양력 요구 사항이 발생하여 매우 효율적인 날개를 사용하더라도 더 많은 유도 항력이 발생합니다.
- 제어 가능성, 날개 실속이 어디에서 어떻게 회복 할 수 있는지 결정합니다. 마구간. 타원형 날개가 먼저 실속되어 잘못된 실속 동작이 발생합니다.
- 제 조성, 완전 타원형 날개는 이중 곡선으로 제작하기가 매우 어렵습니다. 이것은 날개를 더 비싸게 만들 것입니다.
이러한 요소를 포함하면 “타협으로 끝날 것”임을 알 수 있습니다. 윙 테이퍼 (공기 역학적 최적 모양에 다소 근접 함)를 사용하지만 훨씬 더 쉽게 만들고 훨씬 더 가볍다면 전체적으로 더 나은 디자인으로 끝날 것입니다.
분석 구조적 요구 사항을 포함하는 경우 날개의 디자인이 어떻게 변경되는지는 Jones가 수행했으며 여기 에서 찾을 수 있습니다.
댓글
- 진짜 킬러는 LE 윙 스킨 용 복합 스탬핑 다이를 만들어야했습니다. P-47은 TE를 타원형으로 만들어서 직선으로 구부러진 앞쪽 가장자리를 허용함으로써 많은 방법을 얻었습니다. 전반적으로 멀린과 마찬가지로 Spit은 미국 항공기가 1 ~ 2 개로 구성하는 5 개 부품으로 구성되는 구성품의 매우 높은 부품 수라는 전형적인 영국 특성을 가졌습니다. 수많은 작은 조각 등으로 만들어진 동체 형성기
- " 타원 날개는 공기 역학적으로 매우 좋습니다. 주어진 리프트 요구 사항에 대해 유도 된 항력을 최소화하려는 경우 타원형 날개가됩니다. " 이것은 잘못된 것입니다.
- 너무 빨리 가면, 유도 된 항력을 최소화합니다. 300mph의 풍력을 이해하는 사람은 거의 없으며 이미 400mph로가는 길에있었습니다. 이 유형의 날개에 대한 생각은 단순히 첨단 및 압축성에 중점을 둔 새로운 설계 요구 사항으로 대체되었습니다. 하지만 한 가지를 제대로 잡았고 얇게 만들었고 Spitfire 라인은 1950 년대까지 지속되었습니다.
- 날개에서 " 복구해야합니다 " 아마도 " … 스핀에서 "?
- @ RoiMaison.타원형 평면이 타원형 압력 분포를 생성한다는 오래된 신화를 역전시키고 있습니다. 그들은 '하지 않습니다. 그리고 저는 사람들이 그 말도 안되는 말을 전파하는 것을 그만두 길 바랍니다.
답변
짧은 대답은 타원형 날개가 이 기사에서 설명하는 것보다 훨씬 많은 항공기에 사용되었습니다.
다음은 모두 타원형 날개를 사용했으며 다른 날개도 있습니다.
- German Heinkel 112 전투기
- German Heinkel 111 폭격기
- German Heinkel 70
- US P35
- US P43
- Italian Reggiane 2000
- 일본 아이치 D3A “Val”폭격기
- 영국 호커 템페스트
댓글
- I ' 이에 대해 들어 본 적이 없습니다. 그리고 '에 ' " 가장 상징적 인 기능 " 내부 , Rolls-Royce Merlin
- @Mazura He 111과 Tempest는 매우 잘 알려진 항공기입니다. He 111은 독일의 주요 폭격기였으며 Spitfires의 중요한 표적이었습니다. RR Merlin도 잘 알려져 있지만 항공 엔진 전문가가 아니라면 Spitfire를 아는 이유는 아닙니다 (예 : Lancasters와 Mosquitos는 그들보다 훨씬 더 유명해야합니다).
- 감사합니다. 하지만 '는 타원과 대량 생산 모두에 대한 상당히 광범위한 정의를 제안합니다.
- 나는 ' t P43을 타원 날개로 설명
- @PartyArk 답이 넓은 정의를 사용하는 타원을 어떻게 정의합니까?
답변
짧은 답변 : 타원형 날개는 너무 비싸서 제조 할 수 없습니다. 정의 된 기하학적 또는 공기 역학적 비틀림이있는 사다리꼴 날개는 타원형 양력 분포에 매우 근접 할 수 있습니다 (날개 길이에 대한 최적 양력 분포, 따라서 날개 설계의 주요 목표).
댓글
- Aviation.SE에 오신 것을 환영합니다! 답변을 수정하여 몇 가지 출처를 추가하면 답변이 향상됩니다.
- 사각형으로 만들어지지 않은 ' 집과 같습니다. 더 어렵고 더 비쌉니다.
답변
많은 비행기가 여전히 타원형 날개를 사용합니다. of.
수학적 결과 는 주어진 날개 범위에 대해 가장 효율적인 날개 구성은 타원형 양력 분포 *를 가져야한다는 것입니다. 이를 구현하는 가장 확실한 방법은 날개를 타원형으로 만드는 것입니다.
그러나 항공기 설계자는 Spitfire 제조 경험을 통해 타원형 날개를 제조하기가 더 어려워 비용과 제조 시간이 증가한다는 사실을 알게되었습니다.
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그래서 전쟁 후반에 자원이 부족 해졌고 모두가 더 빠르고 더 나은 비행기를 만들기 위해 독일군과 경쟁하고 있다고 생각했습니다. 설계자는 의도적으로 직선 날개를 사용하여 생산을 용이하게하고 비용을 절감하기로 선택했습니다. P51 Mustang은 이러한 방식으로 설계되었습니다.
그러나 우리는 날개를 타원형으로 만드는 것이 타원형 양력 분포를 갖는 유일한 방법이 아니라는 것을 배웠습니다. 타원형 양력 분포를 얻으려면 다음을 수행 할 수 있습니다.
- 날개를 더 타원형으로 만들기
- 날개를 따라 양력 분포를 조정하기 위해 워시 아웃을 추가
- 양력 분포를 변경하기 위해 익형 프로파일을 루트에서 팁으로 변경
- 위의 조합을 수행하십시오 (예 : 유실 + 둥근 팁)
많은 비행기가 여전히 타원형 날개를 사용합니다. 특히 연비가 주요 주행 설계 목표 중 하나 인 경우에 그렇습니다. ” 단지 타원형으로 보이지 않습니다.
*
참고 : 이것이 정확하지 않을 수 있다는 증거가 있습니다. 날개 길이를 고정하면 수학이 타원 분포를 출력하지만 체중을 고정하면 ( 즉, 크루즈에서의 리프트) 가장 효율적인 분배는 다른 것 (종 모양의 것) 이지만 날개 길이를 늘려야합니다.
댓글
- 너무 부정확해서 유용하지 않습니다. 무슨 수학에 대해 말하고 있습니까? 귀하의 진술을 뒷받침 할 (유명한 출처의) 인용문이 있습니까?
- @Lysistrata 리프트 분포를 계산할 때의 표준 수학 : Prandtl '의 리프팅 라인 이론 (google " 리프팅 라인 이론 ")
- 감사합니다. 리프팅 라인 이론은 윙 팁 근처에서 특히 부정확합니다. 종횡비가 Spitfire만큼 작은 날개에는 매우 적합하지 않습니다.
Answer
Spitfire의 타원형 날개의 가장 큰 단점은 그것을 만드는 데 필요한 노동의 양이었습니다.전체적으로 Spitfire는 가장 가까운 독일인 Messerschmitt Bf 109보다 5 배 더 많은 공수를 필요로했습니다.
댓글
- 그 ' 매우 흥미 롭습니다. 5x 공수에 대한 소스가 있습니까?
- Corelli Barnett, in Audit of War는 Spitfire Mk V 기체를 만드는 데 필요한 13,000 시간을 Me 109G의 4,000과 유감스럽게 비교합니다. (바넷은 이것을 언급하지 않았지만 스핏파 이어는 허리케인으로 만드는 데 2.5 배의 시간이 걸렸습니다.)
- 스핏파 이어의 경우 13,000 시간, Bf 109는 인간 시간의 3.25 배가 될 것이지만 실제 수치는 두 항공기가 모두 생산 된 몇 년 동안 다양했을 것입니다.
- 한 인터넷 소식통은 15,200 인시의 수치를 인용합니다. Spitfire는 1940 년 초 허리케인에 10,000, Bf 109에 6000, Bf 109의 다양한 모델에 대해 2000 ~ 10000 인시의 가변 수치입니다.
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