복엽기의 날개 2 면체
위와 아래 날개가 반대편 2 면체에 있으면 복엽기가 날 수 있을까요? StarWars의 가상 "X-wing"디자인과 유사한 날개 구성을 상상해보십시오. 그러한 접근 방식을 사용하는 이론적 장단점은 무엇입니까? 엔진, 동체, 꼬리 등은 무시하십시오.
논리적 극단으로 가져가 모든 날개를 45도 각도로 만들면 어떻게 될까요?
답변
복엽기의 주요 문제는 날개 현과 관련하여 비행기 사이의 분리입니다. 간섭과 비 효율성을 피하기 위해 잘 분리되어야합니다. Anhedral lower + dihedral upper는 팁으로의 분리를 증가시켜 더 효율적으로 만듭니다. 그것을 보는 또 다른 방법은 중앙 섹션이 서로 가까이 모여 비효율적이라는 것입니다. 그러나 중앙 부분이 메인 리프트를 제공하면서 끝 부분에 공기가 쏟아져 팁이 이미 더 큰 비 효율성을 겪고 있습니다. 그래서 실제로하고있는 것은 날개 전체를 비효율적으로 만드는 것입니다. 이것이 많은 복엽기가 캐빈 스트럿의 동체 위로 상단 중앙 섹션을 올리는 이유입니다.
이면 체가가는 한, 두 각도는 서로 균형을 이룹니다. 안정적인 평면을 원한다면 anhedral보다 dihedral을 늘려야합니다.
극단적 인 각도 (예 : 45도)에서 날개는 상당한 측면 영역을 제공합니다. 이 구성은 실제로 십자형 꼬리와 함께 고속 공대공 미사일에서 일반적입니다. 제어 표면이 이제 측면 힘을 생성 할 수 있고 기동성을 크게 향상시킬 수 있기 때문입니다.
적어도 조금이라도 이미 그것을 한 비행기가 있습니다.
Rutan 탠덤 윙 Quickie 디자인은 앞쪽이 트리밍 / 피치 제어 표면이고 2 면체 / 단면 체 각도가 더 얕기 때문에 날개가 근본적으로 엇갈리게 엇갈려 있다는 점을 제외하면 정확히 그 구성입니다. 하지만 똑바로 보니 거기에 있습니다.
앞날개의 anhedral은 바퀴가가는 곳이기 때문에 대부분 거기에 있습니다. 기존의 세발 자전거 기어가있는 2 인승 Q2의 버전은 대부분의 접 면체가 "가는 길에"있기 때문에 거의 일직선의 하부 날개를 갖습니다 (바퀴없이지면 근처의 팁이 문제가 됨).
구성의 문제는 Rutan의 응용 프로그램에서 윙 팁에 기어를 넣을 수 있다는 것 외에는 의미가 없습니다. 그 anhedral 날개는 dihedral 날개를 상쇄하고 롤 안정성 관점을 형성하여 모든 날개를 똑바로 만드는 것과 거의 동일하게 만듭니다. 바퀴를 거기에 놓으려면 스파가 정말 긴 판 스프링처럼 이중의 역할을하도록해야합니다 (착륙시 굽힘 하중은 비행 하중보다 스파에서 훨씬 더 어렵습니다). 바퀴에 지상 처리 문제가 있으므로 멀리 떨어져.
따라서 구부러진 스파 빔을 제작하는 번거 로움을 피하고 처음부터 똑바로 가로 지르거나 적어도 더 정상적인 2 면각으로 만들 수 있습니다. 공상 과학의 관점에서 보면 멋져 보이는 것입니다.
물리학 적 관점에서 비행기에서 2 면체를 갖는 특별한 필요 는 없습니다 . 안정성을 위해 존재합니다. 한쪽으로 굴리면 자연스럽게 그쪽으로 미끄러지기 시작합니다. 양의이면 체가있는 항공기에서이 슬립은 하단 날개가 상단 날개보다 더 큰 양력을 가짐을 의미합니다. 이것은 레벨로 돌아가는 순간을 만듭니다.
anhedral (negative dihedral) 윙은 반대 효과를 가지며 레벨에서 멀어지는 롤 속도를 증가시킵니다. 이것이 반드시 나쁜 것은 아닙니다. 비행기 (예 : An-225 )가 너무 안정적이어서 실제로 원할 때 구르기가 너무 어려울 수 있습니다. 무 면체 날개가 있으면이 문제가 해결됩니다.
그러나 또 다른 효과가 있습니다. 2 면체와 접 면체 모두 양력을 약간 감소시킵니다. 각 날개의 양력 벡터가 평행하지 않기 때문에 날개가 생성했을 수있는 양력의 작은 부분이 손실됩니다. 이것은 약간 더 높은 실속 속도와 약간 더 많은 항력을 의미합니다.
요컨대, 두 개의 서로 반대되는 날개 세트가 할 수있는 "좋은"것은 서로를 상쇄시키는 반면, "나쁜"은 합쳐질 것입니다. 그런 비행기가 날아갈 수 있다면 그렇지 않았을 때보 다 효율성이 떨어질 것입니다.
* 물론 각도가 같지 않거나 한쪽이 다른 쪽보다 크거나 익형 모양이 다른 경우에는 완벽하게 취소되지 않으며 어떤 효과를 얻을 수 있습니다. 하나는 "더 강하다"입니다.
1980 년대 (스타 워즈가 여전히 상당히 신선했을 때)에는 "X-wing"레이아웃을 가진 몇 가지 다른 무선 제어 모델 디자인이있었습니다. 이것은 거의 동일한 상부 2 면체와 하부 anhedral이있는 스트럿리스 복엽기입니다. 하나는 카나드 였고 다른 하나는 꼬리가 없었습니다 (영화의 X- 윙처럼 보이기 위해).
그들은 (pre-3D, pre-Turnaround) 패턴 곡예 비행기의 매우 중립적 인 "당신이 가리키는 곳으로 가십시오"안정성으로 잘 날아갔습니다. 그들은 방향타 권한이 거의 없었고 기수를 90도 둑에서 유지할 수 없었기 때문에 칼날을 날 수 없었습니다 (같은 이유로 포인트 롤에서 엉성했습니다).하지만 비 곡예 비행에서는 다음과 같이 처리했습니다. 그날의 전통적인 미드 윙, 제로이면 체 패턴 디자인.