Elastyczne skrzydło - Flexible wing
W aeronautyki , wykorzystując elastyczne skrzydło jest płat lub samolot skrzydło, które mogą zdeformować w locie.
Wczesne pionierskie samoloty, takie jak Wright Flyer, wykorzystywały elastyczne właściwości lekkiej konstrukcji do kontrolowania lotu poprzez skrzywienie skrzydeł . Inni wykonali składane skrzydła do składania, jak na przykład projekty latającego samochodu Gustave'a Whiteheada .
Od lat 60. elastyczne skrzydła zdominowały konstrukcje lotni i samolotów ultralekkich , z takimi typami jak skrzydło Rogallo w kształcie delty i w pełni składana paralotnia .
Niedawno pojawienie się elastycznych materiałów o wysokiej wytrzymałości i innych zaawansowanych technologii spowodowało ponowne zainteresowanie wykorzystaniem zginania do celów kontrolnych.
Samoloty pionierskie
Kontrola
Pierwszy skuteczny system sterowania na samolocie z napędem pozwolił po raz pierwszy latać. Wright wydruku stosowane skrzydła odkształcania do bocznego lub rolki kontroli przez skręcenie końcówki jednego skrzydła zwiększyć kąt powietrzu podczas skręcania drugiej w celu zmniejszenia kąta. Bracia Wright opatentowany system był powszechnie kopiowane.
Jednak wraz ze wzrostem mocy silników i prędkości powietrza, rosły również siły potrzebne do obsługi elementów sterujących pilota i do 1914 roku wypaczenie zostało prawie całkowicie porzucone.
Zwijanie
Przed udanym lotem sterowanym i z napędem opracowano składane skrzydła, aby rozwiązać problemy związane z naziemnym magazynowaniem i transportem. . System promienistych żeber, przypominający gigantyczny składany wachlarz , czasami określany jako podobny do nietoperza, był używany przez niektórych pionierów, w szczególności przez Gustave'a Whiteheada, w jego próbach zbudowania latającego samochodu .
Aeroelastyczność
Aeroelastyczność to naturalna tendencja każdego skrzydła do zginania się pod wpływem obciążeń aerodynamicznych i bezwładności podczas lotu. Większość projektów stara się zminimalizować efekty, czyniąc konstrukcję skrzydła tak sztywną, jak to tylko możliwe. Jednak niektórzy próbowali wykorzystać ten efekt na korzyść.
Stosunkowo wczesny przykład stanowią szybowce z latającymi skrzydłami braci Horten z lat 30. XX wieku, których końcówki skrzydeł uginały się do góry w locie, aby działać jako powierzchnie stabilizujące.
Pojawienie się silnika odrzutowego i prędkości lotu transsonicznego spowodowały gwałtowny wzrost sił aerodynamicznych, pogorszony przez wrodzoną nieefektywność strukturalną skośnego skrzydła , a połączenie prowadziło do niebezpiecznych charakterystyk w ekstremalnych warunkach lotu. Skrzydło aeroizokliniczne, opracowane przez Geoffreya TR Hilla w latach 50. i oblatane na krótkiej SB.4 Sherpa , było próbą kontrolowania zginania w taki sposób, aby zachować właściwości pilotażowe we wszystkich reżimach lotu. Podobne dopasowanie aeroelastyczne zastosowano później w eksperymentalnych skrzydłach skośnych do przodu , gdzie jest to konieczne dla każdego bezpiecznego projektu.
Lekki samolot
W 1948 roku małżeństwo Franciszka i Gertrudy Rogallo opracowało elastyczny latawiec, który można było złożyć do przechowywania. Kluczową częścią ich konstrukcji jest mieszane wykorzystanie linii naciągu i sił aerodynamicznych do stabilizacji i kontroli skrzydła. Skrzydło zachowuje stały kształt w locie pod naporem wiatru, a linki służą do kontrolowania jego pozycji.
W ciągu następnych lat opracowali projekt, a następnie Francis, pracując w centrum badawczym NASA Langley, dalej rozwinął koncepcję w propozycje samolotów załogowych, takich jak system ponownego wejścia pojazdów kosmicznych.
Po serii rozmów w 1959 i 1960 roku jego pomysły szybko się rozprzestrzeniły i w szczególności dwa projekty, delta Rogallo i paralotnia, zostały wkrótce wykorzystane w latawcach, lotniach i ultralekkich samolotach. Typy z plecakiem z silnikiem dla pilota są znane jako szybowce z napędem. Chociaż testowano pod kątem lądowania statku kosmicznego, NASA nie używała żadnych typów Rogallo.
Skrzydło Rogallo
Francis Rogallo wyewoluował w latach 50. swój znak rozpoznawczy „podwójnej delty”. W przeciwieństwie do wcześniejszych latawców, używa kilku rozpórek, aby utrzymać swój plan, a jednocześnie opiera się na ciśnieniu powietrza od spodu, aby rozwinąć swój stożkowy profil górny.
Parafoil
Podobnie jak oryginalne latawce Rogallo, parafoil jest w pełni składany. Ale w przeciwieństwie do nich jest dwuskórny. Składający się z otwartego przedniego płata, jest utrzymywany w kształcie dzięki ciśnieniu powietrza z przodu. Aby utrzymać kształt płata, potrzeba wielu elastycznych żeber.
Zaawansowane koncepcje
W 21. W stuleciu eksperymentuje się z nowymi materiałami, które charakteryzują się zarówno elastycznością, jak i wytrzymałością, aby połączyć powierzchnie sterowe z główną powierzchnią skrzydła. Na przykład elastyczna klapa skrzydłowa została przetestowana na Gulfstream III .
W przypadku mniejszych jednostek coraz większe wyrafinowanie inteligentnych systemów sterowania łączy się z elastycznymi technologiami w celu stworzenia skrzydeł przegubowych, które naśladują naturalne wyginanie skrzydeł ptaków w locie. Teraz możliwe jest nawet użycie ruchu trzepoczącego podobnego do ptaka, aby zapewnić ciąg jako ornitopter . UTIAS Snowbird Ornithopter 2010 był człowiekiem mocy.