Warum ist die Frontpartie der Su-30 nicht auf die Längsachse der Karosserie ausgerichtet?

Dies ist nicht unbedingt die beste Art, diese Flugzeugzelle zu betrachten; es wird besser in einer 3-Ansicht beobachtet, um dies zu verstehen.

Von der Seite und von oben betrachtet, krümmt sich der Hauptrumpf nicht nach unten, sondern fügt sich in einen pfannkuchenartigen Auftriebskörper ein, der sich mit den Flügeln und dem Leitwerk des Flugzeugs verbindet; Die Motoren werden dann in einem linearen Pylon unter den Rumpf gehängt, der sich am Heck in den Rumpf einfügt. Das Design ist aus mehreren Gründen vorteilhaft.

• Treibstoffkapazität: Die Flugzeuge der Flanker-Familie haben alle sehr lange Beine und können aufgrund dieses abgeflachten Mittelteils viel Benzin transportieren und sind eine gute Lösung für die Notwendigkeit, viel Treibstoff zu transportieren.

• Aerodynamisch sauber: Das kombinierte Flügel-/Körperdesign bietet einen geringen Luftwiderstand sowie eine geringe Flächenbelastung, wodurch das Flugzeug aufgrund des hohen Luftwiderstands während des Flugs mit hohem Alpha sehr manövrierfähig ist.

• Lagerwagen: Blended Wing/Body bieten viele Artillerie-Hardpoints (12 um genau zu sein) für den Transport von Waffen, Kraftstofftanks, Sensoren usw.

Die Vorwärtsbewegung des Rumpfes basiert auf der SU-27UB-Flugzeugzelle mit einer angehobenen hinteren Besatzungsstation, um den Flugunterricht im Flugzeug besser zu erleichtern, was das Anheben dieses Abschnitts des Rumpfes erforderte. Die Nase und das Radom scheinen nach unten zu hängen, sind aber so angeordnet, um den Platz für eine große Radarantenne im Nasenradom für größere Erfassungsbereiche zu vergrößern.

Wie die meisten Ostblock-Kriegsmaschinen ist die SU-30 brutal funktional, nur dort verfeinert, wo es nötig ist, und an anderer Stelle für den Einsatz übergangen. Auch wenn der Rumpf „gekrümmt“ erscheint, ist er im Wesentlichen gerade und die Triebwerke sind auf den COG ausgerichtet.

Wir sind Studenten der Luft- und Raumfahrttechnik an der Universität Stuttgart. Wir wissen nicht, ob wir Sie ganz verstanden haben, aber anscheinend meinen Sie die Nase der Su 30, die etwas nach unten zeigt.

Eine typische Designüberlegung dieses Flugzeugtyps ist das Sichtfeld für den Piloten. Die F 18 wird für Flugzeugträgeroperationen eingesetzt, aber bei Anflügen mit hohem Anstellwinkel verringert die lange Nase die Sicht nach vorne. Mit einer kürzeren und nach unten spitzen Nase haben wir dieses Problem nicht.

Wir können die Su 30 mit der Concorde vergleichen, die ebenfalls eine nach unten gerichtete Nase für Landezwecke hat. Das Problem der eingeschränkten Sicht war so schwerwiegend, dass die Ingenieure einen Mechanismus zum Einstellen der Nase entwickeln mussten. Darüber hinaus hatte die Form der Nase einen großen Einfluss auf die Stärke von Überschallknallen. Wahrscheinlich ist das Nasendesign des Su 30 irgendwie optimiert, um Überschallknalle abzuschwächen.

Das Design der Nase eines Flugzeugs wird stark vom Radar beeinflusst. Das könnte auch zu der resultierenden Form geführt haben.

Nur eine Vermutung: Die SU-30 ist (im Gegensatz zur F-18) ein zweisitziges Cockpit. Es stammt von einem " Kampftrainer ", bei dem der Rücksitz vermutlich auch nach vorne aus dem Flugzeug sehen muss (der Rücksitz ist also viel höher als der vordere - um über den Kopf des Vordermanns zu sehen).

Es ist aus Gründen der Energiemanövrierbarkeit. Wie alles andere in der Technik ist es ein Kompromiss. Die erste wichtige Tatsache, die es zu verstehen gilt, ist folgende: In Verkehrsflugzeugen und den meisten Kampfflugzeugen der vorherigen Generation sind die Konstruktionen (hauptsächlich) für das Fliegen in der Ebene (dh im Reiseflug) am effektivsten ausgelegt. An diesem optimalen Reiseflugpunkt/-linie sind die beste Kraftstoffeffizienz des Motors und die aerodynamische Effizienz, das Auftriebs-/Widerstandsverhältnis, eng aufeinander abgestimmt. Dies ist der Grund, warum Flugzeuge viel höhere Flächenbelastungen haben. Sie sind großartig im Reiseflug, müssen aber die Leistung bei langsamer Geschwindigkeit mit übermäßig komplizierten Hochauftriebsvorrichtungen wie 3-Stufen-Klappen lösen.

Flugzeuge der 4. Generation sind darauf ausgelegt, beim Wenden Energie zu sparen, sodass sie tatsächlich NICHT mit nahezu ihrem besten L / D-Verhältnis fliegen.

Die folgenden Punkte sind der mathematische Teil, um den obigen Satz zu erklären. Sie können gerne zum nächsten Absatz springen. Bei Berechnung mit Daten aus dem aerodynamischen Handbuch der MiG-29;

- Eine MiG-29, die mit voller Treibstoff- und Waffennutzlast (14900 kg) in 6000 m (20.000 Fuß) Höhe bei M0,85 fliegt, erfordert einen Auftriebskoeffizienten von Cl = 0,145, um in der Luft zu bleiben; das entspricht einem Gesamt-L/D von 6,5.

-Beste L/D MiG-29 ist 10,5@Cl=0,4. Dieser Auftriebskoeffizient entspricht einer MiG-29, die bei gleichen Flugbedingungen 2,76G zieht.

- Selbst bei Cl=0,85, was einem Ziehen von 5,86 G entspricht, ist die MiG-29 aerodynamisch effizienter als im Reiseflug bei gleichen Flugbedingungen.

-Wenn die Nutzlast oder die Höhe kleiner werden, nimmt der notwendige Cl ab, oder mit anderen Worten, bei gleichem Cl und L/D zieht das Flugzeug noch höhere Gs. Als extremes Beispiel ist die MiG-29 mit 50 % Treibstoff auf Meereshöhe aerodynamisch effizienter, wenn sie 9Gs bei M0,85 zieht, als direkt in der Ebene zu fliegen. (Das heißt nicht, dass insgesamt weniger Schub benötigt wird; es bedeutet, dass pro erzeugtem Auftrieb weniger Schub benötigt wird.)

Während alle Berechnungen über Cl für den Nasenwinkel irrelevant erscheinen mögen, ist dies nicht der Fall. Cl ist auch direkt proportional zum Anstellwinkel (Angle of Attack, AOA). Die Zusammenfassung all dieser Berechnungen lautet wie folgt: Unabhängig vom Gewicht oder den Flugbedingungen ist es effizienter, wenn Sie die MiG-29 selbst bei 12 Grad AOA manövrieren, als geradeaus mit nur 1 Grad AOA zu fliegen. Punkt, an dem sich die Mig-29 befindet Am effizientesten ist das Manövrieren bei 4 Grad AOA, nicht das Fahren bei 1 Grad. Dies ist eine physikalische Notwendigkeit für energieeffizientes Manövrieren und gilt auch für Flugzeuge wie die F-16. Eine F-4E kann gut wenden, aber diese Wende nicht wirklich aufrechterhalten. Diese unterschiedlichen Designentscheidungen und Optimierungen sind das, was „für die Aufrechterhaltung von High-G-Turns entwickelt“ eigentlich bedeutet.

Zurück zu Su-27/30. Ich denke, die Grundüberlegung ist an dieser Stelle ziemlich offensichtlich. Die Nase des Flugzeugs erzeugt keinen nennenswerten Auftrieb, sie erzeugt nur Luftwiderstand, verringert das L / D und macht das Flugzeug weniger effizient. Wenn Sie die Nase in einem bestimmten Winkel wie ~ 6 Grad in Su-27 sitzen lassen, werden Flugzeuge bei diesem Anstellwinkel effizienter, bei den anderen jedoch weniger effizient. Im einfachsten Sinne, indem Sie die Nase richten nach unten tauschen die Konstrukteure den Kraftstoffverbrauch und die Beschleunigungsleistung bei höheren Geschwindigkeiten und niedrigeren Höhenabschnitten des Flugbereichs aus. Gleichzeitig erhalten sie eine bessere Dauerkurvenleistung und eine bessere Beschleunigung bei niedriger Geschwindigkeit und großer Höhe des Bereichs. MiG-29, F-15 und F-16 haben übrigens auch ihre Nase leicht nach unten gerichtet.

Aus einer fortgeschritteneren Perspektive wird es noch komplizierter. Su-27 verwendet Tragflächenabschnitte im gesamten Körper; Es ist das einzige echte Blended Wing + Lifting Body Design, das jemals entwickelt wurde (obwohl MiG-29 aussiehtsehr ähnlich ist es aerodynamisch nicht, es ist vergleichbarer mit F-16 als mit Su-27). Ein Querschnitt der Su-27 direkt neben ihren Gondeln ist immer noch ein Tragflügel. Ein Querschnitt von seiner Nase bis zum Heckstinger ist immer noch ein Tragflächenprofil, wenn man die Cockpithaube ausschließt. Bei einem so komplexen Design kann niemand mit Sicherheit sagen, wie sich die Strömung verhält. Die Su-27 ist ein wahres Wunderwerk der Aerodynamik, und da neuere Designs andere Überlegungen wie Stealth-Shaping berücksichtigen und einen dicken Rumpf mit Innenbucht haben müssen, es könnte sehr wohl der Höhepunkt dessen sein, was die Aerodynamik-Technik jemals schaffen wird; was die manövrierfähigkeit betrifft.

Es ist so, dass der Typ auf dem Rücksitz aus dem Fenster sehen kann, ohne in den Hinterkopf des Typen auf dem Vordersitz zu schauen.

Aus der Entwicklung der Su-27 und der MiG-29 könnte eine Hypothese abgeleitet werden. Das Aerohydrodynamische Zentralinstitut versorgte beide Projekte mit optimalen Tragflächenstudien. Die Flügel wurden dann mit Details wie Cockpit, Motoren, Rumpf für Avionik und Treibstoff und Leitwerken "beschmutzt". Das Flugzeug ist im Wesentlichen entlang der Flügelebene unterteilt – Cockpit und Rumpf oben, Gondeln unten – mit Auftriebskörpereigenschaften (ähnlich wie bei der F-14).