Skrzydło wypaczenia - Wing warping

Diagram przedstawiający latawiec braci Wright z 1899 roku , przedstawiający usztywnienie skrzydeł i sznurki przymocowane do ręcznych kijów służących do wypaczania skrzydła podczas lotu.
Pierwszy samolot z napędem braci Wright, który wykorzystywał skrzydła wypaczające.

Skrzydło wypaczenia było wczesnym systemem kontroli bocznej (przechylenia) samolotu ze stałym skrzydłem. Technika, zastosowana i opatentowana przez braci Wright , składała się z systemu bloczków i linek do skręcania krawędzi spływu skrzydeł w przeciwnych kierunkach. Pod wieloma względami to podejście jest podobne do tego, które stosuje się do przycinania osiągów papierowego samolotu poprzez zwijanie papieru z tyłu jego skrzydeł.

Opis

W 1900 roku Wilbur Wright napisał: „...moje obserwacje lotu ptaków przekonują mnie, że ptaki stosują bardziej pozytywne i energiczne metody odzyskiwania równowagi niż przesuwanie środka ciężkości... odzyskują równowagę boczną... przez skręcanie końcówek skrzydeł, jeśli tylna krawędź prawego skrzydła jest skręcona w górę, a lewa w dół, ptak staje się ożywionym wiatrakiem i natychmiast zaczyna się obracać, a jego oś stanowi linia od głowy do ogona. " Po tym, jak Wilbur zademonstrował tę metodę, Orville zauważył: „Z tego wynikało, że skrzydła maszyny dwupokładowej typu Chanute , z usuniętymi wiązarami z przodu i z tyłu, mogą być wypaczone w podobny sposób, tak że podczas lotu skrzydła po prawej i lewej stronie mogą być wygięte tak, aby wystawiać swoje powierzchnie w powietrzu pod różnymi kątami padania, a tym samym zapewniać nierówne wznoszenie po obu stronach”.

Ptaki wyraźnie wykorzystują skrzywienie skrzydeł, aby uzyskać kontrolę. Miało to znaczący wpływ na wczesnych projektantów samolotów. Bracia Wright byli pierwszą grupą, która zastosowała skrzydła wypaczające. Ich pierwszy samolot naśladował schematy lotu i kształt skrzydeł ptaka.

W praktyce, ponieważ większość projektów skrzywienia skrzydeł obejmowała zginanie elementów konstrukcyjnych, były one trudne do kontrolowania i podatne na uszkodzenia konstrukcji. Lotki zaczęły zastępować wypaczanie skrzydeł jako najczęstszy sposób uzyskania kontroli bocznej już w 1911 roku, zwłaszcza w konstrukcjach dwupłatowych . Skrzydła jednopłatowe z tamtych czasów były znacznie bardziej elastyczne i okazały się bardziej podatne na wypaczanie skrzydeł – ale nawet w przypadku konstrukcji jednopłatowych lotki stały się normą po 1915 roku.

Kontrola boczna (przechylna) we wczesnych samolotach była w najlepszym razie problematyczna. Nadmiernie elastyczne, mimowolnie skręcające się skrzydło może powodować mimowolne kołysanie, ale co gorsza, może zamienić próby korekcji, czy to z wygięcia skrzydła, czy lotek, w przeciwdziałający efekt „ zawleczki ”. Gdy to zostało w pełni zrozumiane, konstrukcje skrzydeł były stopniowo usztywniane, co całkowicie wykluczyło ich wykrzywianie – a samoloty stały się znacznie bardziej sterowalne w płaszczyźnie bocznej.

Obecna technologia umożliwiła naukowcom ponowne przyjrzenie się koncepcji wypaczania skrzydeł (znanej również jako skrzydła zmiennokształtne).

Aplikacje

Wypaczanie skrzydeł było powszechną cechą wczesnych samolotów, w tym:

Nowoczesna ponowna ocena

Główny artykuł: Adaptacyjne skrzydło zgodne

Kilka samolotów reprodukcyjnych zbudowanych na potrzeby filmu Ci wspaniali ludzie w swoich latających maszynach wykorzystywało systemy kontroli wypaczania skrzydeł oryginalnego samolotu – z mieszanymi wynikami. Wypaczanie skrzydeł Avro Triplane okazało się zaskakująco skuteczne, podczas gdy na reprodukcji Antoinette, z bardzo elastycznym skrzydłem, wypaczanie skrzydeł nie zapewniało skutecznej kontroli bocznej. Ponieważ oryginalne lotki w stylu Antoinette byłyby prawdopodobnie jeszcze mniej skuteczne, wstawiono dyskretne „nowoczesne” lotki – nawet z nimi kontrola boczna była bardzo słaba.

Wing morphing to współczesne rozszerzenie wypaczania skrzydeł, w którym aerodynamiczny kształt skrzydła jest modyfikowany pod kontrolą komputera. Badania w tej dziedzinie są prowadzone głównie przez NASA, na przykład za pomocą Mission Adaptive Wing (MAW) testowanego od 1985 roku na General Dynamics – Boeing AFTI/F-111A Aardvark .

Wiele dużych firm i naukowców pracuje nad rozwojem skrzydeł zmiennokształtnych. NASA pracuje nad stworzeniem zmiennokształtnego skrzydła zbudowanego z komórek, które skręcają się, naśladując ptaki. Ogniwa używane przez NASA do budowy skrzydła to małe czarne moduły składające się z włókna węglowego. Skrzydła pewnego dnia będą mogły tworzyć cywilne samoloty, które będą latać w każdych warunkach. Obecnie NASA koncentruje się na bezzałogowych dronach.

Inman to kolejna firma pracująca nad skrzydłami morfingu. Inman współpracuje z biologami ptaków w nadziei na pełne naśladowanie wzorców lotu zwierząt. Firmy samochodowe zainwestowały w Inmana za zastosowanie technik morfingu skrzydeł w samochodach, aby uczynić je bardziej oszczędnymi.

Zobacz też

Bibliografia

Zewnętrzne linki