Веерное крыло
FanWing — это тип несущего крыла с горизонтальной осью самолета, в котором поперечный вентилятор используется в тесном сочетании с неподвижным крылом . Вентилятор нагнетает поток воздуха над неподвижной поверхностью, обеспечивая как подъемную силу, так и тягу вперед.
Концепция была первоначально разработана примерно в 1997 году дизайнером Патриком Пиблсом и находится в стадии разработки его компанией FanWing Ltd. По состоянию на декабрь 2018 года летали только экспериментальные дроны.
Принципы работы
[ редактировать ]Вентилятор с поперечным потоком содержит лопасти, исходящие от центральной оси и совмещенные с ней, подобно лопастям цилиндрической косилки . Он содержится в воздуховоде, форма которого такова, что при вращении вентилятора создается направленный поток воздуха. В FanWing вентилятор установлен над передней секцией неподвижного крыла и занимает весь размах крыла. Верхняя поверхность крыла сформирована вокруг вентилятора в виде полуканала. крыла Хорда простирается примерно на такое же расстояние назад от вентилятора, при этом задняя часть имеет форму клиновидного обтекателя, доходящего до задней кромки .
Когда вентилятор вращается, верхняя кромка движется назад, а нижняя кромка вперед, форма фиксированного полуканала создает чистый обратный поток воздуха, что приводит к тяге вперед. Этот обратный поток по верхним поверхностям также создает чистую циркуляцию воздуха вокруг несущего винта и крыла, что приводит к вертикальной подъемной силе.
Добавление внешнего хвостового оперения позволяет рекуперировать энергию вихрей на законцовках крыла, что значительно повышает общую эффективность. Это, в свою очередь, позволяет еще снизить минимальную скорость движения вперед. [1]
Преимущества
[ редактировать ]Помимо обеспечения прямой тяги, радиальный вентилятор увеличивает скорость воздушного потока над верхней поверхностью крыла независимо от движения самолета вперед, тем самым создавая полезную подъемную силу на скоростях движения вперед, меньших, чем скорость сваливания для обычного крыла. . [2] [3] [4]
Ограничения
[ редактировать ]Помимо дополнительного веса и сложности вентиляторной системы, она имеет некоторые ограничения по сравнению с обычным неподвижным крылом:
- Скорость вентилятора напрямую влияет на высоту звука. Это означает, что, как это ни парадоксально, увеличение мощности двигателя может замедлить самолет.
- Коэффициент планирования в случае сбоя питания низкий (около 1:3), но если винтам разрешено автоматическое вращение, самолет все равно может планировать.
- Вращающийся вентилятор может вызывать гироскопические эффекты, влияющие на маневренность. [5]
История
[ редактировать ]Хотя поперечный вентилятор известен с конца девятнадцатого века, его использование в качестве поворотного крыла самолета не изучалось до 1997 года, когда Патрик Пиблс, американец, проживающий в Великобритании, задумал его как устройство взлета и посадки и впоследствии сформировал FanWing. Испытания в аэродинамической трубе и полеты моделей с двигателем проводились при финансовой поддержке правительства Великобритании, а в 2002 и 2003 годах компания получила гранты SMART . [6] Началась работа над прототипом дрона, предположительно предназначенного для рынка городского наблюдения с возможностью взлета и посадки. [7] [8] Преимущества добавления хвоста были обнаружены в ходе продолжающейся разработки. [1] К 2014 году поддержка испытаний в аэродинамической трубе секции крыла длиной 1,5 метра оказывалась из источников ЕС, включая 783 000 евро через Немецкий аэрокосмический центр . [9]
По состоянию на декабрь 2018 года летали только опытные беспилотные прототипы.
См. также
[ редактировать ]Ссылки и примечания
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б Может ли FanWing пройти путь от LSA до тяжелоатлета? , Роберт Коппингер, Ассоциация владельцев самолетов и пилотов, 22 ноября 2011 г. По состоянию на июнь 2012 г.
- ^ «Он похож на газонокосилку, был спроектирован на кухне, но он может произвести революцию в авиации». Архивировано 1 октября 2007 г. в Wayback Machine The Independent , 11 ноября 2002 г.
- ^ «2004 год в идеях: FanWing», журнал New York Times , 12 декабря 2004 г.
- ^ "Более мощное Веерное Крыло готово к полету" [ мертвая ссылка ] Журнал Flight International , ноябрь 2004 г.
- ^ Зайферт, Йост (ноябрь 2012 г.). «Обзор эффекта Магнуса в воздухоплавании» . Прогресс аэрокосмических наук . 55 : 17–45. Бибкод : 2012ПрАэС..55...17С . дои : 10.1016/j.paerosci.2012.07.001 .
- ^ «Innovate UK — это исполнительная вневедомственная общественная организация, спонсируемая Департаментом бизнеса, инноваций и профессиональных навыков» . Innovate UK — британское инновационное агентство . ГОВ. Великобритания. Архивировано из оригинала 3 мая 2016 года . Проверено 3 мая 2016 г.
- ^ БПЛА FanWing поднимается в воздух после крена всего на 1 м. Архивировано 30 сентября 2007 г. в Wayback Machine Роба Коппингера, Flight International , 05.01.07, по состоянию на август 2007 г.
- ↑ FANWING — Претендент на самолёты в сегменте винтокрылых машин , Архивировано 6 февраля 2011 г. в Wayback Machine Frost and Sullivan, 10 января 2011 г.
- ^ Уорик, Грэм. « Концепции интермодальных контейнерных авиаперевозок привлекают интерес (культ грузов) » Aviation Week & Space Technology, стр. 15, 25 августа 2014 г. По состоянию на 26 августа 2014 г.
Внешние ссылки
[ редактировать ]
- FanWing Ltd. Сайт компании
- Изображение исследовательской модели с ранней конфигурацией хвоста , FlightGlobal (Архивная копия).