Крыло канала представляет собой воздушное судно крыла принцип , разработанный Willard Ray Кастер в 1920 - х годах. Самая важная часть крыла состоит из полутрубки с расположенным посередине двигателем, приводящим в движение винт, расположенный в заднем конце канала, образованного полутрубой.
Развитие [ править ]
В 1925 году Уиллард Кастер сам наблюдал, как очень сильным ветрам удалось поднять крышу сарая. Кастер понял, что высокая скорость ветра создавала более низкое давление над крышей, в то время как давление внутри оставалось высоким, буквально снося крышу. Это низкое давление выше / высокое давление снизу - это то же явление, которое позволяет крылу самолета обеспечивать подъемную силу, даже если в этом случае само здание, очевидно, не двигалось.
Кастер изучил это явление и к 1928 году создал первые модели крыла с полутрубчатым сечением вместо обычного профиля крыла. Это было запатентовано в 1929 году. Затем разработка полутрубного крыла с каналом была доработана, и 12 ноября 1942 года самолет CCW-1 ( Custer Channel Wing 1 ) впервые поднялся в воздух. Кастер построил дополнительные экспериментальные самолеты; последним был CCW-5, несколько из которых были изготовлены в 1964 году.
Принцип работы [ править ]
Краткое изложение своего изобретения Кастером состояло в том, что ключом к подъемной силе, создаваемой крылом, является скорость потока воздуха, проходящего над крылом, а не скорость самого самолета: это скорость воздуха, а не скорость полета!
Крыло функционирует, потому что воздух над крылом имеет более низкое давление, чем воздух под ним. Обычный самолет должен достичь значительной минимальной скорости, прежде чем этот перепад давления станет достаточно большим, чтобы создать достаточную подъемную силу для полета.
В канальном крыле Кастера вращающийся пропеллер будет направлять стабильный поток воздуха назад через канал. Пропеллер на стороне низкого давления обычно снабжается воздухом со всех сторон. Поскольку полутрубка предотвращает всасывание воздуха снизу, воздух будет всасываться через канал. Это создает зону сильного низкого давления в канале, которая снова создает подъемную силу.
Приложения и ограничения [ править ]
Компоновка не была успешно проверена на самолете в течение долгого времени, хотя Кастер теоретически и экспериментально показал, что этот принцип способен к вертикальному полету. Поскольку они были построены с обычными рулями направления, для работы которых требовалась некоторая минимальная скорость полета, ни один из самолетов, спроектированных Кастером, не был способен выполнять полный вертикальный взлет , а вместо этого был охарактеризован как STOL ( укороченный взлет и посадка ). Требуемая взлетно-посадочная полоса была очень короткой, однако, 200 футов (61 м) для CCW-1, 66 футов (20 м) для CCW-2, со скоростью взлета всего 20 миль в час (32 км / ч). Полный вертикальный взлет теоретически возможен, но потребует дополнительных модификаций и средств управления.
Кастер исследовал как летательные аппараты с чисто канальными крыльями, так и летательные аппараты с дополнительными обычными крыльями, расположенными вне каналов. Конструкция очень хорошо работает на относительно низких скоростях. На более высоких скоростях, при высоких оборотах гребного винта в областях вокруг гребного винта будут возникать колебания, вызывающие повышенный шум, а также создавая длительные разрушительные вибрации в конструкции.
Двухдвигательная компоновка с двумя канальными крыльями была наиболее проверенной конфигурацией. Двухдвигательная компоновка имела более высокий риск потери управления в случае отказа одного двигателя и требовала очень высокого положения носа для полета с взлетом посадочного места по сравнению с обычным двухмоторным самолетом. [1]
Два самолета Кастера CCW выживают. CCW-1 находится в Национальном музее авиации и космонавтики Смитсоновского института в Суитленде, штат Мэриленд . КОО-5 , который был основан на Baumann бригадного исполнительной самолета, экспонируется в музее Mid-атлантического воздуха в Пенсильвании .
Позже исследования, проведенные НАСА, пришли к выводу, что достигнутое преимущество в подъемной силе и длине поля не компенсировало многие недостатки компоновки в плане набора высоты и высокой скорости, а также проблемы соответствия требованиям сертификации для авиации общего назначения . [2] Основная проблема заключается в том, что конфигурация крыла с полукруглой балкой вызывает повышенное сопротивление профиля и потери веса по сравнению с обычным крылом той же формы подъема в плане, а обычное прямое крыло может обеспечить почти эквивалентное увеличение подъемной силы при воздействии того же потока скольжения. -индуцированное повышенное динамическое давление.
Крыло гибридного канала [ править ]
В 1999–2004 гг. Совместный исследовательский проект под руководством Института Технологических Исследований Джорджии в Атланте финансировался Исследовательским центром Лэнгли. Самолеты были испытаны с использованием компоновки канального крыла с устройствами управления циркуляцией, в которых использовался эффект Коанды . Были увеличены летно-технические характеристики крыла и уменьшен угол атаки, что уменьшило некоторые недостатки конструкции. Полученная конструкция запатентована. [3]
Примеры самолетов с канальным крылом [ править ]
| Модель | Дизайнер | Компания | приблизительный год |
|---|---|---|---|
| CCW-1 | Уиллард Рэй Кастер | Корпорация Custer Channel Wing | 1942 г. |
| CCW-2 | Уиллард Рэй Кастер | Корпорация Custer Channel Wing | 1948 г. |
| CCW-5 | Уиллард Рэй Кастер | Корпорация Custer Channel Wing | 1953–64 |
| RFV-1 | Ханно Фишер | Рейн-Флюгцойгбау, Менхенгладбах | 1960 г. |
| Изделие 181 | Олег Константинович Антонов | Антонов | 1990 г. |
Ссылки [ править ]
- ^ "Этот небольшой дополнительный лифт". Воздух и космос . Апрель 2007 г.
- ^ The Channelwing Revisited , Гарри Клементс, Номер документа SAE: 2006-01-2387
- ^ "Этот небольшой дополнительный лифт". Воздух и космос . Апрель 2007 г.
- Дональд Лиска - самолет Channelwing , инженер из Висконсина Том. 57, № 6, стр. 16–19, октябрь 1957 г., [1]
- Кевин Браун - Испытание из кабины легендарного крыла канала , Popular Mechanics, сентябрь 1964 г.
- Роберт Инглар, Брайан Кэмпбелл - Разработка усовершенствованного самолета Super-STOL с пневмоканалом и крылом с механической подъемной силой, 1-я конференция по управлению потоком 24–26 июня 2002 г., AIAA 2002-3275, Сент-Луис, штат Миссури, 2002 г.
- Уолт Бойн - История крыла канала Кастера , журнал Airpower, том 7, номер 3, май 1977 г.
- Неизвестный автор - Серийная модель Кастера берет лук , журнал Air Progress, октябрь / ноябрь 1964 г.
- Неизвестный автор - Демонстрационный полет крыла канала , Авиационная неделя, 28 сентября 1959 г.
Внешние ссылки [ править ]
- Архив веб-сайта Кастер-Ченнелвинг
- Другой веб-сайт крыла канала Кастер
- Видео Кастера, объясняющего свои теории и фактические кадры полета
- Фотографии Национального музея авиации и космонавтики Custer CCW-1
- Фотографии Среднеатлантического музея авиации Custer CCW-5 , Рединг, Пенсильвания
- Современная конструкция самолета- заглушки Ставатти спроектировал транспорт-самолет-канал для 2000-х годов.
