Крылья малого удлинения

Исследования крыльев с малыми удлинениями показывают, что до удлинения 1,74 максимальный коэффициент подьемной силы уменьшается при одновременном увеличении критических углов атаки.



При дальнейшем уменьшении удлинения до 1,27 максимальный коэффициент подьемной силы увеличивается одновременно с увеличением критического угла атаки, после чего максимальный коэффициент подьемной силы опять начинает уменьшаться. Эти результаты получены для прямоугольных крыльев, имевших на концах закругления, радиусом равным половине хорды.

Удлинение, наивыгоднейшее в отношении величины максимального коэффициента подьемной силы соответствуют крылу, имеющему в плане форму круга (с удлинением 1,27). После достижения критического угла атаки и максимального коэффициента подьемной силы наблюдается резкий срыв потока. Увеличение максимального коэффициента подьемной силы при удлинении 1,27, по сравнению с удлинением 6 равно 0,61, или составляет 49%, причем критический угол атаки увеличивается с 14 до 45 градусов.

Форма концов крыла малого улинения оказывает существенное влияние на величину коэффициента подьемной силы или коэффициент полной аэродинамической силы. Наилучшие результаты дают крылья с полукруглыми концами (1), наихудшие - с закругленными концами (2):



Качество при максимальном коэффициенте подьемной силы у крыла с удлинением 1,27 уменьшается по сравнению с качеством прямоугольного крыла, имеющего удлинение 6 примерно в 2,2 раза. Следовательно, крыло с малым удлинением позволяет увеличивать угол планирования при посадке.

Коэффициент диапазона скоростей (отношение максимального коэфициента подьемной силы к минимальному коэффициенту лобового сопротивления) приблизительно равен 110, в то время как при удлинении 6 этот коэффициент примерно равен 85. Таким образом крыло с малым удлинением выгодно для скоростных самолетов.

Авторотация круглого крыла возникает на нормальных летных режимах. Эллиптическое крыло с удлинением 1 и прямоугольное крыло с закругленными концами заставить авторотировать не удалось.

Работа крыльев с малым удлинением не подчиняется закону индуктивного сопротивления вследствие возникновения трехразмерного потока, направленного от концов к середине, в силу чего срыв потока задерживается до больших углов атаки. Струи воздуха, перетекающие из области сжатия, находящейся под крылом в область разрежения над крылом, создают вихри конечной циркуляции, увеличивающие подьемную силу крыла.

Увеличение подьемной силы, сопровождающееся увеличением угла атаки, невыгодно так как требует увеличения высоты шасси. Кроме того, посадка под углом в 45 градусов совершенно неприемлема при нижнем расположении крыла, так как оно затеняет обзор. Обзор лучше при схеме парасоль, но она менее выгодна вследствие увеличения вредного сопротивления, вызываемого большим количеством подкосов.



Вторым крупным недостатком схемы с малым удлинением является плохая поперечная управляемость, так как элероны расположены слишком близко к плоскости симметрии самолета. Наконец авторотация на летных углах атаки, если она не может быть устранена исключает возможность использования круглого крыла.

К достоинствам крыла с малым удлинением относится увеличение коэффициента лобового сопротивления при посадке и большой диапазон скоростей. Для скоростных самолетов крыло с малым удлинением выгодно, так как позволяет уменьшить относительную толщину профиля.

В отличии от крыльев обычной формы необходимая строительная высота может быть получена путем одного только увеличения хорды.

по материалам:
Л. И. Сутугин "Основы проектирования самолетов"