Схемы гибких мембранных крыльев

На сегодняшний день имеется несколько схем. Это крылья одно-, двух и трех купольные с коническими куполами, двух купольные с цилиндрическими куполами и круглое одно- и двух купольное крыло с куполами, образуемыми кривой второго и третьего порядка.

Аэродинамика двух купольного конического мембранного крыла была первоначально исследована для спасения и посадки космического аппарата «Джемини». Особенностью этих крыльев были надувные балки — центральная продольная, поперечная и боковые (рис. 26) достаточно большого диаметра, чтобы обеспечить заданную жесткость конструкции. В диапазоне летных углов атаки (а=20-г40°) зависимость Cy=f(a) для двухконус-ных крыльев практически линейная.

Толщина боковых балок влияет лишь на величину наклона Cy=f{a) (с ростом d наклон Су уменьшается) и не влияет на ао, но К при этом падает. Эластичность купола приводит тоже к увеличению наклона этой кривой. Испытания двухконусного крыла в аэродинамических трубах показали, что при симметричном обтекании на верхней поверхности крыла образуется интенсивная зона разрежения, которая возрастает с увеличением угла атаки. Пик разрежения располагается вблизи носовой точки при а, близком к 45°.

При больших углах атаки на верхней поверхности поток сходится от боковых кромок и килевой балки к вершинной линии купола, а затем свертывается, образуя отрывно-вихревое течение. Отрывные зоны представляют собой не что иное, как свернутые в вихревой жгут свободные вихри, образующиеся в пограничном слое крыла и отходящие от его поверхности. А это значит, что при летных (эксплуатационных) углах атаки возникающие свободные вихри на большей части местной хорды крыла прилегают к его поверхности, а на больших углах атаки они вызывают срыв потока и ограничивают летные углы сверху.

Современные дельтапланы ушли достаточно далеко от первоначальной схемы двухконусного мембранного крыла. Их конструкция, а следовательно, и аэродинамика стали приближаться к возможностям летучих мышей. Планирующий полет одного из видов африканских крыланов был исследован в режиме обращенного движения. После полугодовой тренировки самец этого вида был приучен к недолгим (от 5 с до 1 мин) полетам в сопле аэродинамической трубы открытого типа при различных скоростях потока и различных наклонах оси трубы к горизонту. Периоды планирующего полета регистрировались стереосъемкой.

Поляра этого крылана оказалась близкой лучшим современным дельтапланам. Но и для лучших дельтапланов сохраняются в принципе те же явления, что и для двухконусного крыла, только сдвинуты границы верхнего и нижнего углов атаки.
Крыло современного дельтаплана не появилось на пустом месте. Схемы крыльев птеродактиля, летучей мыши, летающей машины Леонардо да Винчи, балансирного планера Отто Лилиенталя и современного дельтаплана, положенные рядом, составляют удивительную галерею единства природы и творения рук человека.

Мембранное крыло с цилиндрическими куполами имеет несколько лучшие аэродинамические характеристики, чем с коническими. Но на них отсутствует естественная крутка крыла, поэтому цилиндрические крылья имеют худшие характеристики по устойчивости. При создании крутки крыло перестает быть чисто цилиндрическим и его преимущества по Су и Ктах пропадают, то есть оно начинает напоминать коническое крыло.

К семейству мембранных крыльев принадлежит и круглое крыло, состоящее из жесткого тороидального кольца и купола, закрывающего 3/4 поверхности внутри тора. Работы М. В. Суханова показали, что круглое крыло имеет ряд преимуществ по сравнению с крыльями малого удлинения другой формы в плане. Базируясь на этих работах, можно предположить, что круглое крыло в плане может представлять определенный интерес для дельтапланеризма, но это вопрос будущего (рис. 28).
Полетом крыла управляли по радио двумя способами — смещая центр масс относительно центра давления или закрылком. По сравнению с другими мембранными крыльями круглое крыло показало лучшие летные качества. 

Смотрите также

Вид крыла дельтаплана спереди
Если дельтаплан летит на вас (вид крыла спереди), то хорошо виден излом, который называют поперечным V крыла. Угол поперечного V образуется линией фокусов и перпендикуляром к плоскости симметрии (рис. ...

Многоцелевой ударный вертолет Bell AH-1 Huey Cobra
В марте 1965 года в США начались разработки по созданию многофункционального вертолета, который в полной мере мог бы выполнять множество возложенных на него боевых задач. Первый полет АН-1 Huey Cobra ...

Полеты над холмами и возвышенностями
Третья ступень — полеты над холмами и возвышенностями. Это полеты в динамических потоках обтекания. У этой ступени много своих промежуточных этапов с постепенным усложнением условий — от л ...