Eliptik kanat - Elliptical wing

Supermarine Spitfire değiştirilmiş bir eliptik kanat kullanır.

Bir eliptik kanat bir kanat planformu ön ve arka kenarlarının her biri, bir elips. İle karıştırılmamalıdır dairesel kanatlar elips şeklinde olabilen.

Nispeten az sayıda uçak, eliptik kanadı benimsemiştir ve daha da az sayıda uçak seri üretim; Bu özelliği kullanan uçakların çoğu 1930'larda ve 1940'larda tanıtıldı. Belki de eliptik kanatlı en ünlü uçak, Supermarine Spitfire, bir İkinci dünya savaşı -bir İngiliz savaş uçağı. Diğer bir önemli uygulama ise Heinkel He 70 "Blitz", bir Alman orucu posta uçağı ve keşif bombacı; eski versiyonları O 111 bombardıman uçağı, ekonomik nedenlerle daha basit bir tasarım benimsenmeden önce de böyle bir kanat konfigürasyonu kullandı.

Özellikleri

Teorik olarak, kaldırma kuvveti oluşturmanın en etkili yolu, onu kanat boyunca eliptik bir açıklık dağılımında üretmektir.[1] Saf eliptik şekillere doğal bir üstünlük yoktur ve diğer planformlara sahip kanatlar, eliptik açıklıklı kaldırma dağılımları sağlamak için optimize edilebilir.

Temel eliptik kanat şeklinin dezavantajları vardır:

  • Neredeyse tek tip asansör sabit kanatlı bir eliptik kanadın dağılımı, kanadın tüm açıklığının ahır aynı anda, potansiyel olarak çok az uyarı ile kontrol kaybına neden olur. Durma özelliklerini iyileştirmek ve pilota biraz uyarı vermek için tasarımcılar tek tip olmayan bir kanat kullanırlar. Örneğin, kanadı Supermarine Spitfire hem uçlara doğru inceltilmiş hem de vermek için bükülmüş yıkama, ilk önce iç kanadın durması için uçlardaki yükü azaltır.[2][3] Bu tür tavizler teorik eliptik kaldırma dağılımından ayrılır ve indüklenen sürtünmeyi artırır. Eliptik bir açıklıklı kaldırma dağılımı, eliptik planformlu bükülmemiş bir kanatla elde edilemez çünkü kanat uçlarının yakınında kaldırma dağılımında önemli hale gelen logaritmik bir terim vardır. [4]
  • Eliptik kanat plan formlarının üretimi daha zordur.[5] İçinde, ön kenar veya arka kenar veya her ikisi de kavislidir ve nervürler, kanat açıklığı boyunca tek tip olmayan bir şekilde değişir. Pratikte, eliptik kanatların çoğu yaklaşık değerlerdir, örneğin Spitfire ön ve arka kenarlarının birkaç bölümü daire yaylarıdır.

Yarı eliptik kanat

Bir kanadın eliptik bir alan dağılımına sahip olması için, hem ön hem de arka kenarların eliptik bir şekle sahip olması gerekli değildir. Yarı eliptik planformda olduğu gibi bunlardan biri düz ise, kanat yine de eliptik bir alan dağılımına sahip olacaktır. Bu tipte birkaç uçak üretildi, en başarılılarından biri Amerikan Seversky P-35.

Esnasında savaş sonrası yarı eliptik kanat profili, geniş bir şekilde çalışıldı. zemin etkisi özellikleri; yüksek hızlı su üstü araçları için uygun olacağı varsayılmıştır. Teorik olarak, yarı eliptik bir kanat tarafından üretilen düşük seviyeli indüklenmiş sürtünme, bu tür bir bağlamda çalışmak için oldukça yararlı olacaktır.[6]

Tarih

İngiliz teorisyen Frederick Lanchester, 1907'de konuya değinerek eliptik kanat hakkında ayrıntılı olarak yazan belki de ilk kişiydi.[7] Bu erken başlangıç ​​durumuna rağmen, eliptik kanat başlangıçta pratik uygulamadan daha teorik bir kavram olarak görülüyordu, kısmen bir uçağın aerodinamik özellikleri ile diğer tasarım yönleri arasında uzlaşmaya varan ihtiyaçlar nedeniyle. Bu nedenle, platformun pratik kullanımının yapılması epey zaman alacaktı.[7]

Heinkel He 70 üç görünüşlü çizim

Eliptik kanadı kullanan ilk uçak, Bäumer Sausewind Alman hafif spor uçağı, ilk uçuş Tasarımcıları Günther kardeşler, daha sonra Alman uçak üreticisine katılacaklardı. Heinkel eliptik kanat da dahil olmak üzere tasarımlarını firmanın üstlendiği birkaç farklı projeye uygulamak.[8] 1930'ların başlarında, Heinkel hızlı posta uçağı ve keşif bombacı, Heinkel He 70 Eliptik kanatlı "Blitz". Maksimum 377 km / sa (222 mil / sa) hıza ulaştığı bildirilen, mesafe üzerinden hız ile ilgili sekiz ayrı dünya rekoru kırarak çağ için mükemmel bir performansa sahip olduğunu kanıtladı.[9]

Kısa bir süre sonra Heinkel, O 111 ilk uçuşunu 24 Şubat 1935'te yapan bombardıman uçağı. Önceki He 70 ile karşılaştırıldığında, başlangıçta sivil kılığına giren daha büyük bir uçaktı. yolcu uçağı yeni doğmakta olanı sağlamak için anlayıştan geliştirilmiş olmasına rağmen Luftwaffe hızlı orta bombardıman uçağı; bu aldatma, Almanya'ya Birinci Dünya Savaşı bombardıman uçaklarının geliştirilmesini veya konuşlandırılmasını yasaklayan.[8] Tipin çok sayıda üretilmesine rağmen İkinci dünya savaşı He 111'in yalnızca ilk üretim modelleri eliptik kanatla donatılmıştı.[10] He 111'in eliptik kanadını düz olanın lehine düşürmenin başlıca nedeni lider ve arka kenarlar ekonomikti, ikinci tasarım daha yüksek verimlilikle üretilebilirdi.[11]

Belki de eliptik kanatla en çok ilişkilendirilen uçak şirketi İngiliz üreticisiydi. Supermarine. 1920'lerin başında şirketin baş tasarımcısı, Reginald Mitchell, geliştirdi Supermarine S.4 İngiliz eliptik kanat yarışı deniz uçağı; ilk uçuşunu 1924'te gerçekleştirdi. S.4'ün doğrudan halefleri farklı bir kanat tasarım tasarımcısına sahipken, Mitchell platformun savunucusu olarak kaldı.[12] 1934 yılına gelindiğinde, Mitchell ve tasarım ekibi, Kraliyet Hava Kuvvetleri. Çatışan iki gereksinimi çözmek için yarı eliptik bir kanat şekli kullanmaya karar verdiler; çok fazla yaratmamak için kanadın ince olması gerekiyordu sürüklemek ama geri çekilebilir alt takımı, silahları ve cephaneyi barındıracak kadar kalın olmalıydı. Eliptik bir planform, bükülmemiş bir kanat için en verimli aerodinamik şeklidir ve en düşük miktarda indüklenmiş sürükleme. Elips, çeyrekte oluşan basıncın merkezi-akor kanatların dönmesini önleyen ana direk ile hizalı konum. Spitfire ilk uçuşunu 5 Mart 1936'da gerçekleştirdi.[12]

Eliptik kanat oldukça erken kararlaştırıldı. Aerodinamik olarak amacımız için en iyisiydi çünkü kaldırma üretmede neden olunan direnç, bu şekil kullanıldığında en düşük seviyedeydi: elips ... teorik olarak mükemmeldi ... Sürtünmeyi azaltmak için mümkün olan en düşük akor kalınlığını istedik , gerekli güçle tutarlı. Ancak, kökün yakınında kanat, geri çekilmiş alt takımları ve silahları barındıracak kadar kalın olmalıydı ... Mitchell son derece pratik bir adamdı ... Elips, bize mümkün olan en ince kanadı ve iç kısmı taşıyabileceğimiz en ince kanadı sağlayan şeklidir. gerekli yapı ve doldurmak istediğimiz şeyler. Ve güzel görünüyordu.

Beverly Shenstone[13]

Mitchell bazen Heinkel'in He 70'in kanat şeklini kopyalamakla suçlanıyor. Ernest Heinkel ve Michell, 1930'larda Mitchell'in He 70 ve performansına ilişkin farkındalığını ortaya koyar.[7] Ancak, Beverley Shenstone, aerodinamikçi Mitchell'in ekibinden şunu gözlemledi: "Kanadımız çok daha inceydi ve Heinkel'inkinden oldukça farklı bir kesite sahipti. Her halükarda, tamamen bir uçaktan bir kanat şeklini kopyalamak sadece sorun istemiş olurdu. farklı amaç. "[14]

Neredeyse hepsi Cumhuriyet P-47 Thunderbolts, bir Amerikan avcı uçağı, eliptik kanatlarla donatılmıştı; sadece son üretim modelleri farklıdır, bunun yerine düşük irtifa Spitfire varyantlarına benzer şekilde kare kanat uçları içerir.[7] Aichi D3A tarafından işletilen bir Japon dalış bombacısı Japon İmparatorluk Donanması He 70 ile önemli ölçüde benzerlik gösteren eliptik bir kanat da kullandı.[15] Mitsubishi A5M avcı uçağı ayrıca eliptik bir kanat tasarımı kullandı.[16] Diğer bazı türler, eliptikten nispeten az farklılık gösteren plan formlarına sahipti. Hawker Fırtınası II savaş uçağı, daha sonra geliştirildi Hawker Fury ve Hawker Deniz Öfkesi, uçlarında kare olmasına rağmen, eliptik bir kanat plan formunu da kullandı.[17][18]

2009'dan beri İngiliz uçak şirketi Swift Uçak bildirildiğine göre iki koltuklu bir Çok Hafif Uçak, Hafif spor uçak ve CS-23 kategori Uçak, Swift Uçak Swift eliptik kanatlara sahiptir.[19]

Referanslar

Alıntılar

  1. ^ Clancy 1975, bölüm 5.17, 5.25 ve 8.14.
  2. ^ "Spitfire" ", Uçak simgeleri 14, Kelsey, 2013, s. 33.
  3. ^ Smith, J. "Spitfire ve Seafire'ın gelişimi." Kraliyet Havacılık Derneği Dergisi, 1947, s. 343.
  4. ^ Ürdün, P.F. "Parabolik Uçlarla Kanatları Kaldırma Üzerine." ZAMM, 54, 1974. s. 463-477.
  5. ^ Knauff, Thomas (24 Ekim 2012). Planör Uçan El Kitabı. BookBaby. ISBN  978-1-62488-139-8.
  6. ^ Mamada, Hiroshi; Ando, ​​Shigenori (Mayıs 1974). "Yarı Eliptik Yer Etkisi Kanadının Minimum İndüklenen Sürüklenmesi". Journal of Aircraft. 11 (5): 257–258. doi:10.2514/3.59236.
  7. ^ a b c d Garrison, Peter (Şubat 2019). "Mükemmel Uçak Kanadı". Air & Space Dergisi.
  8. ^ a b Mackay 2003, s. 7.
  9. ^ Donald 1999, s. 494.
  10. ^ Mackay 2003, s. 9.
  11. ^ Regnat 2004 s. 31.
  12. ^ a b Ethel 1997, s. 12.
  13. ^ Fiyat 2002, s. 17–18.
  14. ^ Fiyat 1977, s. 33–34.
  15. ^ Francillon 1979, s. 272–273.
  16. ^ Green ve Swanborough 1982, s. 28.
  17. ^ Thomas ve Shores 1988, s. 105.
  18. ^ Mason 1967, s. 3.
  19. ^ Jackson, Paul (2011). Jane'in Tüm Dünya Uçağı 2011-12. Coulsdon, Surrey: IHS Jane's. s. 596. ISBN  978-0-7106-2955-5.

Kaynakça

  • Clancy, L. J. Aerodinamik. Pitman Publishing Limited, Londra. 1975. ISBN  0-273-01120-0.
  • Donald, David, ed. (1999). Sivil Uçak Ansiklopedisi (resimli, gözden geçirilmiş ed.). Londra: Aurum. ISBN  1-85410-642-2.CS1 bakimi: ref = harv (bağlantı)
  • Ethell, Jeffrey L. ve Steve Pace. Spitfire. St. Paul, Minnesota: Motorbooks International, 1997. ISBN  0-7603-0300-2.
  • Francillon, René J. Pasifik Savaşı'nın Japon Uçağı. Londra: Putnam & Company Ltd., 1970 (2. baskı 1979). ISBN  0-370-30251-6.
  • Glancey, Jonathan. Spitfire: Resimli Biyografi. Londra: Atlantic Books, 2006. ISBN  978-1-84354-528-6.
  • Green, William; Swanborough, Gordon (Ağustos-Kasım 1982). "Sıfır Öncü ... Mitsubishi'nin A5M". Hava Meraklısı. No. 19. s. 26–43.
  • Mason, Francis K. Hawker Fırtınası I – IV (Profil Numarası 197 olan Uçak). Leatherhead, Surrey, UK: Profil Yayınları Ltd., 1967.
  • McCormick, Barnes W. Aerodinamik, Havacılık ve Uçuş Mekaniği. John Wiley & Sons, New York, 1979. ISBN  0-471-03032-5. s. 135–139.
  • Milne-Thomson, L.M. Teorik Aerodinamik, 4. Baskı, Dover Publications Inc, New York, 1966/1973. ISBN  0-486-61980-X. s. 208–209.
  • Fiyat, Alfred. Spitfire Hikayesi: Revize edilen ikinci baskı. Enderby, Leicester, İngiltere: Siverdale Books, 2002. ISBN  978-1-84425-819-2.
  • Regnat, Karl-Heinz (2004), Black Cross Cilt 4: Heinkel He 111, Hersham, Surrey, İngiltere: Midland Yayıncıları, ISBN  978-1-85780-184-2
  • Thomas, Chris ve Christopher Shores. Tayfun ve Fırtına Hikayesi. Londra: Arms and Armor Press, 1988. ISBN  978-0-85368-878-5.

Dış bağlantılar