Flügelverschneidung in einem Doppeldecker

Es gibt eine Reihe von Flugzeugen, die es bereits getan haben, zumindest ein bisschen.

Die Rutan-Tandemflügel-Quickie-Designs sind genau diese Konfiguration, außer dass die Flügel radikal versetzt sind, da der vordere die Trimm- / Pitch-Steuerfläche ist und die Dieder- / Anhedral-Winkel flacher sind. Aber geradeaus betrachtet, da ist es.

Die Anhedrale des Frontflügels ist meistens da, weil dort die Räder hingehen. Versionen des 2-sitzigen Q2, die ein herkömmliches Dreiradgetriebe haben, haben einen fast geraden unteren Flügel, weil der größte Teil der Anhedrale "im Weg" ist (Kipper in Bodennähe werden jetzt ohne Räder dort zu einem Problem).

Das Problem mit der Konfiguration besteht darin, dass es nicht möglich ist, das Zahnrad in Rutans Anwendung an den Flügelspitzen anzubringen, es hat keinen Sinn. Diese anhedralen Flügel heben die dihedralen Flügel auf, bilden eine Rollstabilitätsperspektive, wodurch das Ergebnis mehr oder weniger das gleiche ist, als würden alle Flügel gerade gemacht. Wenn Sie die Räder dort platzieren möchten, müssen Sie die Holme als wirklich lange Blattfedern doppelt einsetzen (Biegelasten bei der Landung sind für die Holme viel härter als Fluglasten), und es gibt Probleme mit der Bodenhandhabung mit den Rädern so weit auseinander.

Sie können also genauso gut den Aufwand für die Herstellung gebogener Holmbalken vermeiden und sie von vornherein gerade oder zumindest mit normaleren Diederwinkeln herstellen. Es ist mehr oder weniger nur etwas, das aus Science-Fiction-Perspektive cool aussah.

Aus physikalischer Sicht besteht keine besondere Notwendigkeit , in einem Flugzeug eine Dieder zu haben. Es dient der Stabilität. Wenn Sie auf eine Seite rollen, fangen Sie natürlich an, auf diese Seite zu rutschen. In einem Flugzeug mit positiver V-Form bedeutet dieser Schlupf, dass der untere Flügel einen größeren Auftrieb hat als der obere Flügel. Dies erzeugt ein rollendes Moment zurück in Richtung Ebene.

Ein anhedrischer (negativer V-förmiger) Flügel hätte den gegenteiligen Effekt und würde die Rollrate vom Niveau weg erhöhen. Beachten Sie, dass dies nicht unbedingt eine schlechte Sache ist: Es ist möglich, dass Flugzeuge (wie die An-225 ) zu stabil sind und daher zu schwer zu rollen sind, wenn Sie dies tatsächlich möchten. Mit anhedralen Flügeln wird dieses Problem behoben.

Aber es gibt noch einen weiteren Effekt. Sowohl Dieder als auch Anhedral reduzieren den Auftrieb leicht. Da die Auftriebsvektoren jedes Flügels nicht parallel sind, geht ein kleiner Teil des Auftriebs, den die Flügel möglicherweise erzeugt haben, verloren. Dies führt zu etwas höheren Stall-Geschwindigkeiten und etwas mehr Luftwiderstand.

Kurz gesagt, jedes „Gute“, das die beiden entgegengesetzten Flügelpaare bewirken könnten, würde sich gegenseitig aufheben*, während das „Schlechte“ sich addieren würde. Sie könnten ein solches Flugzeug zum Fliegen bringen, es wäre nur weniger effizient, als es sonst gewesen wäre.

* Natürlich, wenn sie nicht in gleichen Winkeln sind oder einer größer als der andere ist oder sie unterschiedliche Tragflächenformen haben usw., dann werden sie sich nicht perfekt aufheben, und Sie werden immer noch einen Effekt erzielen, der darauf basiert man ist "stärker".

In den 1980er Jahren (als Star Wars noch ziemlich frisch war) gab es ein paar verschiedene ferngesteuerte Modelldesigns, die das "X-Wing"-Layout hatten - ein strebenloser Doppeldecker mit ungefähr gleicher oberer V-Form und unterer V-Form. Einer war ein Canard, der andere war schwanzlos (um noch mehr wie ein X-Wing aus dem Film auszusehen).

Sie flogen gut, mit der sehr neutralen Stabilität eines (Pre-3D, Pre-Turnaround) Pattern-Kunstflugflugzeugs. Sie konnten nicht auf Messers Schneide fliegen, weil sie wenig Ruderautorität hatten und die Nase nicht bei 90 Grad Querneigung hochhalten konnten (und waren aus dem gleichen Grund bei Punktrollen schlampig), aber im Nicht-Kunstflug handhabten sie sich ungefähr so sowie ein herkömmliches Mittelflügelmuster mit Null-Dieder-Muster des Tages.

Das Hauptproblem bei Doppeldeckern ist die Trennung zwischen den Flugzeugen in Bezug auf die Flügelsehne. Sie müssen gut getrennt sein, um Interferenzen und damit Ineffizienz zu vermeiden. Anhedral unten plus V-förmig oben erhöht die Trennung zu den Spitzen hin und macht sie effizienter. Eine andere Sichtweise ist, dass die mittleren Abschnitte eng beieinander liegen, was sie ineffizient macht. Aber die Spitzen leiden bereits unter größeren Ineffizienzen, da Luft an den Enden austritt, wobei die mittleren Abschnitte den Hauptauftrieb liefern. Was Sie also tatsächlich tun, ist, den gesamten Flügel ineffizient zu machen. Aus diesem Grund heben viele Doppeldecker das obere Mittelteil auf Cabane-Streben weit über den Rumpf.

Soweit die Dieder geht, gleichen sich die beiden Winkel aus. Wenn Sie ein stabiles Flugzeug wünschen, müssen Sie die Dieder über die Anhedrale erhöhen.

Bei extremen Winkeln, sagen wir 45 Grad, bietet der Flügel eine beträchtliche Seitenfläche. Diese Konfiguration ist in der Tat bei Hochgeschwindigkeits-Luft-Luft-Raketen in Verbindung mit einem Kreuzleitwerk üblich, da die Steuerflächen nun Seitenkräfte erzeugen können und dies die Manövrierfähigkeit erheblich verbessern kann.