Wenn keine Kompromisse bei niedriger Geschwindigkeit eingegangen würden, wie würde ein idealer Mach-3-Flügel aussehen?

Dinge wie die Concorde und Tu-144 und viele andere Überschallfahrzeuge brauchen einen Flügel, der eine gute Hochgeschwindigkeits- und eine gute Niedriggeschwindigkeitsleistung hat . Schließlich muss es starten und landen können. Eine gute Leistung bei niedriger Geschwindigkeit wird durch Dinge wie Klappen, Vorflügel und die Flügelform selbst erreicht.

Aber sagen wir einfach, hypothetisch, Sie brauchen überhaupt keine gute Leistung bei niedriger Geschwindigkeit. Also keine solchen Kompromisse bei der Flügelform. Wie würde ein idealer Mach-3-Flügel aussehen?

Das Ziel ist es, einen Flügel mit dem höchsten Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand bei Mach 3 zu haben.

Ich habe mich für Mach-3 entschieden, weil dies die Grenze für die Anzahl der in Produktion gegangenen Düsenflugzeuge zu sein scheint (MiG-31, SR-71) (wozu keine Versuchsflugzeuge zählen).

Ich interessiere mich für konventionelle Designs, nicht für Dinge wie den Blended-Wing-Body. Vermutlich würde dieses ideale Flugzeug der Concorde oder Tu-144 ähneln.

Einige Dinge, die mir im Laufe der Jahre aufgefallen sind:

  • Der X-15 hatte ein "keilförmiges" Seitenleitwerk mit flacher Rückseite . Sie können es auf Fotos sehen. Sie sagten, es liege daran, dass der flache Rücken mehr Stabilität für weniger Luftwiderstand bei hoher Mach erzeugt. Hätte ein Mach-3-Flügel auch eine dicke, flache Hinterkante?

  • Ogival Delta scheint sehr beliebt für große hochentwickelte Überschallflugzeuge zu sein. Habe nie verstanden, warum das genau so ist, da das reine Dreiecksdreieck einfacher herzustellen und leichter zu tragen ist.

  • Die XB-70 Valkyrie hatte faltbare Flügel, um ihr Anhedral zu geben, angeblich um die Schockwelle einzufangen und somit ein Wellenreiter zu sein, der effizienter ist. Mir ist aufgefallen, dass die Concorde auch leicht hängende Flügel in der Nähe der Spitzen hat.

Hinweis: Ich brauche kein vollständiges 3D-Modell der Flügelform. Ich interessiere mich mehr für Dinge wie die Flugzeugform, welche Anhedrale / Dieder, falls vorhanden, usw.

Ich bin kein Aerodynamiker, aber ich vermute, dass es keinen einzigen "idealen" Flügel gibt. Selbst wenn Sie die Fluggeschwindigkeit gemacht haben, gibt es andere Parameter, zwischen denen Sie abwägen müssen. Wollen Sie Manövrierfähigkeit, Kraftstoffeffizienz, Nutzlast...
@yshavit Ah, brauche keine Manövrierfähigkeit. Ich dachte einfach daran, das maximale Verhältnis von Auftrieb zu Luftwiderstand zu erreichen. wird bearbeiten.
Ich denke, das ist eine berechtigte Frage; Wir wissen, dass der ideale Flügel für den Unterschallflug unendlich lang und schmal ist. Wie würde er also für den Überschallflug aussehen?
Ein Blick über das Flugzeugdesign hinaus auf das Design großer Raketen kann einen guten Hinweis darauf geben, wie ein solches Fahrzeug aussehen könnte. Das sind schließlich Fahrzeuge, die für solche Geschwindigkeiten ausgelegt sind, die nach einer sehr kurzen Boost-Phase nach dem Start erreicht werden, die typischerweise eher während des ballistischen Fluges als kontrolliert durchgeführt wird.

Antworten (1)

Ein Mach 3-Design, das sich nicht um niedrige Geschwindigkeitseigenschaften kümmerte, war die Aufklärungsdrohne Lockheed Q-12 / D-21 , die einen Marquardt RJ-43-Staustrahl für den Antrieb verwendete und eine Flugmachzahl von bis zu 3,5 hatte. Es wurde ursprünglich von der Rückseite einer A-12 / M-21 aus der Luft gestartet und stürzte ab, als der Treibstoff ausging. Der Zweck war das tiefe Eindringen in den feindlichen Luftraum, um in den Tagen vor dem Satelliten eine fotografische Aufklärung durchzuführen. Als später das Startflugzeug auf die B-52 umgestellt wurde, benötigte die D-21 einen enormen Booster, um sie auf ihre Reisegeschwindigkeit von Mach 3,35 zu bringen.

Dies sollte einem kompromisslosen Mach 3+-Design am nächsten kommen; Allerdings hat es massiv auf die aerodynamische Arbeit mit der A-12 / SR-71 zurückgegriffen, so dass der Lösungsraum wahrscheinlich von Anfang an eingeschränkt war.

D-21 drei Seitenansicht

D-21 Dreiseitenansicht ( Bildquelle ). Die Anhedrale wurde benötigt, um das Rollmoment des hohen Hecks im Seitenschlupf zu kompensieren. Ein noch kompromissloseres Design hätte eine kleinere Vertikale und eine gleiche Finne auf der unteren Seite und keine Anhedrale verwendet. Die untere Seitenflosse hätte jedoch den Luftstart vom Heck der A-12 unmöglich gemacht.

Alle Oberflächen hatten scharfe Hinterkanten. Ein keilartiger Querschnitt wie das Heck des X-15 macht erst bei Geschwindigkeiten über Mach 5 Sinn, wenn die Verwendung von Luftwiderstand für die Richtungsstabilität effektiver ist als das Hinzufügen von mehr Heckfläche.

Wow, das ist eine ziemliche Drohne. Flughöhe 29 km, Geschwindigkeit Mach 3,35, Reichweite 5.550 km. Meine einzige Sorge ist, dass die Stealth-Form möglicherweise einen Kompromiss bei der Flügelform erforderlich gemacht hat. Ich habe den Wiki-Artikel gelesen, aber alles, was er zu sagen hatte, warThe Q-12...used key technology from the A-12 project, including...radar cross-section reduction design features.
heh, also war dieses lächerliche Spielzeug aus meiner Kindheit nicht so lächerlich! 3djoes.com/uploads/1/3/3/9/13396852/5617750_orig.jpg
Wenn keine Kompromisse bei niedriger Geschwindigkeit eingegangen würden, wie würde ein idealer Mach-3-Flügel aussehen?
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